Entropia!

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Mensagempor Brus em Quinta Jul 24, 2008 11:06 pm

Pessoal,achei um pouco(pra ser modesto :D )tricky essa questão,portanto,quem puder responder ,que responda com detalhes :cry:

Se coloco um cubo de gelo à 10°C num lago com temperatura de 15°C,que diferença de entropia sofre o lago após o cubo de gelo ter atingido o equilíbrio térmico com o mesmo?
dados:calor específico do gelo é 0,50cal/grau.
Resp.:0,19cal/K

Buenas noches,everybodY 8)
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Mensagempor jap em Quinta Jul 24, 2008 11:54 pm

Cubo de gelo a 10º C? :roll: Será -10º C? :P

De qualquer forma, basta calcular o fluxo de calor do gelo para o lago; como este tem grande massa, podemos considerar que o processo se dá (para a água do lago) a temperatura aproximadamente constante, 15º C. Se T=15+273.15 = \rm 288.15~K for a temperatura absoluta da água do lago, e Q o calor que é transferido do gelo para o lago, a variação de entropia do lago é

\Delta S = \frac{Q}{T}.

Para calculares o fluxo de calor tens de ter em conta que há calor que inicialmente sai do lago para o gelo para o aquecer de -10º C a 0º C, e ainda há o calor que sai do lago para o gelo quando ele funde (calor latente de fusão do gelo) e há o calor de aquecimento da água de fusão do gelo (0ºC) até à temperatura do lago (15ºC). Sabes como calcular o valor de Q devido a estas três contribuições, a partir do calor específico do gelo e da entalpia de fusão (ou calor latente de fusão) do gelo? :roll:
última vez editado por jap s Sexta Jul 25, 2008 12:09 am, editado 4 vezes no total
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Mensagempor Brus em Sexta Jul 25, 2008 12:00 am

Ah,sim -10°C ( 10°C negativos!),é um cubo de gelo desse mundo mesmo :D .
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Mensagempor Brus em Sexta Jul 25, 2008 12:40 am

jap Escreveu:
Sabes como calcular o valor de Q devido a estas três contribuições, a partir do calor específico do gelo e da entalpia de fusão (ou calor latente de fusão) do gelo? :roll:


Não,prof.,não sei.Obtendo-se essa resposta poderia-se,então, obter o valor 0,19cal/K? :roll:
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Mensagempor nemesis266 em Sexta Jul 25, 2008 1:22 am

Brus Escreveu:
jap Escreveu:
Sabes como calcular o valor de Q devido a estas três contribuições, a partir do calor específico do gelo e da entalpia de fusão (ou calor latente de fusão) do gelo? :roll:


Não,prof.,não sei.Obtendo-se essa resposta poderia-se,então, obter o valor 0,19cal/K? :roll:


Q=m*c*delta T(temperatura)

delta T= Tf-Ti c=capacidade térmica mássica(costuma ser fornecida)

Qfusão= m* Lfusão

Lfusão é uma constante que costuma ser fornecida nos exercícios, penso que seja a isto que o professo se refere :roll:
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Mensagempor jap em Sexta Jul 25, 2008 9:10 am

Sim, é isso mesmo! :D
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Mensagempor luisdias em Sexta Jul 25, 2008 9:51 am

o calor que é transferido do gelo para o lago


Desculpe, não percebo :?

Não é a água do lago que transfere energia para o gelo, e assim Q seria a energia transferida sob a forma de calor do lago para o gelo?
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Mensagempor jap em Sexta Jul 25, 2008 10:14 am

luisdias Escreveu:
o calor que é transferido do gelo para o lago


Desculpe, não percebo :?

Não é a água do lago que transfere energia para o gelo, e assim Q seria a energia transferida sob a forma de calor do lago para o gelo?


Sim, mas a a variação de entropia do lago calcula-se à custa da transferência de calor Q para o lago; se a energia transferida for no sentido inverso, como é, de facto, o valor de Q é negativo!

É que na expressão

\Delta S = \frac{Q}{T}

Q deve ser entendido como positivo quando há transferência de calor para o sistema, e negativo quando sai calor do sistema.
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Mensagempor robespierre em Sexta Jul 25, 2008 1:13 pm

Aplicando os meus ainda parcos conhecimentos de física:

-o gelo está a uma temperatura menor do que o lago;
-o fluxo de energia será do lago para o gelo;
-sairá energia do sistema "lago";
-Q terá um valor negativo;
-consequentemente, a variação da entropia será negativa.

P.S:como isto não está de acordo com a solução digam no que é que eu errei, sff :D
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Mensagempor robespierre em Sexta Jul 25, 2008 1:21 pm

que diferença de entropia sofre o lago após o cubo de gelo ter atingido o equilíbrio térmico com o mesmo?


Seguindo outra interpretação, "após o cubo de gelo ter atingido o equilíbrio térmico com o mesmo", o gelo já fundiu e está a 15ºC.Portanto a quantidade de energia que o vai do lago para o "gelo" a 15ºC é a mesma que vai do "gelo" a 15ºC para o resto do lago.

Portanto, após se ter atingido o equilíbrio térmico, Q=0.
Logo, a variação da entropia também será igual a zero.

P.S.:por "gelo" a 15ºC refiro-me à água a 15ºC que resultou do aquecimento do gelo.
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Mensagempor Brus em Sexta Jul 25, 2008 2:31 pm

Colegas,esqueci um certo dado:a massa do gelo é dada e é igual à 10g.É pedido a variação de entropia do sistema quando o cubo de gelo atingir o equilíbrio térmico com o lago.
Quando fala de \Delta{S} do sistema,deve se estar referindo à variação de entropia do gelo e do lago separadamente,não do sistema gelo-lago?
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Mensagempor robespierre em Sexta Jul 25, 2008 3:14 pm

Estava-me a referir à variação de entropia única e exclusivamente do lago.
É essa a interpretação que eu faço do enunciado.

que diferença de entropia sofre o lago
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Mensagempor Brus em Sexta Jul 25, 2008 3:23 pm

robespierre Escreveu:Estava-me a referir à variação de entropia única e exclusivamente do lago.
É essa a interpretação que eu faço do enunciado.

que diferença de entropia sofre o lago



Eu entendi sua interpretação sim. :wink:
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Mensagempor robespierre em Sexta Jul 25, 2008 3:58 pm

Brus, nem que nós assumamos que o enunciado do problema se refere ao sistema "gelo-lago",porque o gelo e o lago estão à mesma temperatura, Q=0, logo a variação da entropia também será nula- :P

E já agora, alguém que me corrija se estiver errado ou me diga se estou certo... 8)
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Mensagempor Brus em Sexta Jul 25, 2008 7:17 pm

Oi,robespierre,
então postarei a questão como a encontrei,tá?Logo abaixo:



Um cubo de gelo de 10g a -10°C é colocado num lago que está a 15°C.Calcule a variação de entropia do sistema quando o cubo de gelo atingir o equilíbrio térmico com o lago.O calor específico do gelo é 0,50cal/g°C.
(sugestão:o cubo de gelo afetará a temperatura do lago? (gargalhada irônica) :lol: .

É assim que encontro no texto.O seguinte,tentem derivar ou coisa do tipo...não sei...usem o método lusitano :lol: (como disse o colega Alexandre) :lol: :lol: .

Falando sério,esse problema me é curioso porque as técnicas pra seu cálculo ainda vou entender,mas quem puder já de agora detalharrr..... :(
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