Termodinamica 2

7ª Lista de Exercícios – Segunda lei da termodinâmica
1. Suponha que 4 mols de uma gás ideal sofrem uma expansão reversível isotérmica do volume V1 para o volume V2 = 2 V1 a uma temperatura T = 400 K. Determine (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? (Resposta: (a) 9,22 kJ, (b) 23,1 J/K, (c) 0)
2. Determine (a) a energia absorvida na forma de calor e (b) a variação de entropia de um bloco de cobre de 2 kg cuja temperatura aumenta reversivelmente de 25 oC para 100 oC. O calor específico do cobre é 386 J/Kg.K (Resposta: (a) 5,79 x 104 J, (b)
173 J/K)
3. Um bloco de cobre de 50 g cuja temperatura é 400 K é colocado em uma caixa isolada juntamente 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 da energia interna do sistema do estado inicial para o estado de equilíbrio? (c) Qual é a variação da entropia do sistema? (Calor específico do cobre: 386 J/kg.K; calor específico do chumbo: 128 J/kg.K) (Resposta: (a) 320 K, (b)
0, (c) +1,72 J/K)
4. Em um experimento, 200 g de alumínio (com um calor específico de 900 J/Kg.K) a
100oC são misturados com 50g de água a 20oC, com a mistura isolada termicamente. (a) Qual é a temperatura de equilíbrio? Qual é a variação de entropia? (b) do alumínio, (c) da água e (d) do sistema alumínio-água? (Calor específico da água: 4187 J/kg.K) (Resposta: (a) 57oC, (b) –22,1 J/K, (c) +24,9 J/K,
(d) +2,8 J/K)
5. Na figura, onde V23 = 3V1, n mols de um gás diatômico ideal passam por um ciclo no qual as moléculas giram, mas não oscilam.
Determine (a) p2/p1, (b) p3/p1, (c) T3/T1. Para a trajetória
, determine (d) W/nRT1,
(e)Q/nRT1, (f) ΔEint/nRT1, (g) ΔS/nR. Para a trajetória , determine (h) W/nRT1,
(i)Q/nRT1, (j) ΔEint/nRT1, (k) ΔS/nR. Para a trajetória 3
, determine (l) W/nRT1,