14) Num grande lago coloca-se um bloco de gelo de 10 kg a 0°C. A temperatura é ligeiramente maior que 0°C e o gelo se funde. (a) Qual a variação de...

(a) A variação de entropia do gelo pode ser calculada pela fórmula ΔS = Q/T, onde Q é a quantidade de calor necessária para fundir o gelo e T é a temperatura em que ocorre a mudança de fase. No caso, a temperatura é 0°C, então ΔS = Q/273K. A quantidade de calor necessária para fundir o gelo é dada por Q = m*L, onde m é a massa do gelo e L é o calor latente de fusão da água. Substituindo os valores, temos Q = 10 kg * 334 kJ/kg = 3340 kJ. Portanto, ΔS = 3340 kJ / (273 K) = 12,25 kJ/K. (b) A variação de entropia do lago pode ser calculada pela fórmula ΔS = Q/T, onde Q é a quantidade de calor liberada pelo gelo ao se fundir e T é a temperatura em que ocorre a mudança de fase. Como o gelo estava a 0°C e a temperatura do lago é ligeiramente maior que 0°C, podemos considerar que a temperatura do lago é 0°C. Assim, ΔS = -Q/273K. Substituindo os valores, temos ΔS = -3340 kJ / (273 K) = -12,25 kJ/K. (c) A variação de entropia do universo pode ser calculada pela soma das variações de entropia do gelo e do lago, ou seja, ΔS_univ = ΔS_gelo + ΔS_lago. Substituindo os valores, temos ΔS_univ = 0 kJ/K, pois as variações de entropia do gelo e do lago têm o mesmo valor, mas com sinais opostos.