A temperatura de 100 g de H2 foi reduzida de 300 K para 100 K, a volume constante. Determine a variação de entropia do sistema (gás) e do universo ...

Para calcular a variação de entropia do sistema (gás) e do universo, podemos utilizar a equação: ΔS = nCv ln(Tf/Ti) Onde: - ΔS é a variação de entropia - n é a quantidade de matéria do gás (em mol) - Cv é o calor específico molar a volume constante - Tf é a temperatura final (em K) - Ti é a temperatura inicial (em K) a) Para o processo reversível, temos: ΔS = nCv ln(Tf/Ti) ΔS = (100/2.016) * (5/2) * ln(100/300) ΔS = -0,078 J/K Para o universo, temos que considerar a entropia da fonte fria, que é dada por: ΔSf = Qf/Tf Onde: - Qf é o calor cedido pela fonte fria - Tf é a temperatura da fonte fria Como o processo é reversível, temos que Qf = -Qg, onde Qg é o calor absorvido pelo gás. Assim: ΔSf = -Qg/Tf ΔSf = -(nCvΔT)/Tf ΔSf = -(100/2.016) * (5/2) * (300-100)/100 ΔSf = -0,078 J/K Portanto, a variação de entropia do universo é igual a zero. b) Para o processo irreversível, temos que considerar a entropia gerada pela fonte fria, que é dada por: ΔSf = Qf/Tf Onde: - Qf é o calor cedido pela fonte fria - Tf é a temperatura da fonte fria Como o processo é irreversível, temos que Qf ≠ -Qg, onde Qg é o calor absorvido pelo gás. Assim, a entropia gerada pela fonte fria é dada por: ΔSf = Qf/Tf ΔSf = (nCvΔT)/Tf ΔSf = (100/2.016) * (5/2) * (300-100)/100 ΔSf = 0,078 J/K Portanto, a variação de entropia do universo é igual a 0,078 J/K.