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Universidade de Caxias do Sul FIS0269 – Fluidos e Termodinâmica Lista de Problemas – Entropia e Segunda Lei
1. Suponha que 4,0 moles de um gás ideal sofrem uma expansão isotérmica reversível do volume V1 para o volume V2 = 2,0.V1 em uma temperatura T = 400 K. Encontre a) o trabalho realizado pelo gás e b) a variação de entropia do gás. c) Se a expansão fosse reversível e adiabática em vez de isotérmica, qual seria a variação de entropia do gás? R. a) 9,22.103 J; b) 23,1 J/K; c) 0 2. Quanta energia deve ser transferida na forma de calor para uma expansão isotérmica reversível de um gás ideal a 132 ºC se a entropia do gás aumenta por 46,0 J/K? R. 1,86.104 J 3. Uma amostra de 2,5 moles de um gás ideal se expande reversível e isotermicamente a 360 K até que seu volume seja dobrado. Qual é o aumento de entropia do gás? R. 14,4 J/K 4. a) Qual é a variação de entropia de um cubo de gelo de 12,0 g que se funde completamente em um balde de água cuja temperatura está imediatamente acima do ponto de congelamento da água? b) qual é a variação de entropia de 5,0 g de água que evapora completamente de uma colher sobre uma chapa quente cuja temperatura está ligeiramente acima da temperatura de ebulição da água? R. a) 14,6 J/K; b) 30,2 J/K 5. Em um experimento, 200 g de alumínio (com calor específico de 900 J/kg.K) a 100 ºC são misturados com 50,0 g de água a 20,0 ºC, com a mistura isolada termicamente. a) qual é a temperatura de equilíbrio? Quais são as variações de entropia, b) do alumínio, c) da água e d) do sistema alumínio-água? R. a) 57,0 ºC; b) -22,1 J/K;
c) 24,9 J/K; d) 2,8 J/K

6. Um bloco de cobre de 50,0 g cuja temperatura é 400 K é colocado em uma caixa isolante junto com um bloco de chumbo de 100 g cuja temperatura é 200 K. a) qual é a temperatura de equilíbrio do sistema dos dois blocos? b) qual é a variação na energia interna do sistema entre o estado inicial e o estado de equilíbrio? c) qual é a variação na estropia do sistema? R. a) 320 K; b) 0; c) 1,72 J/K