Question

considere dois blocos de cobre iguais de massa m=1,5 kg. O bloco A a uma temperatura TiA=60°C e o bloco B a uma tempetatura TiB= 20°C. Os blocos estão em uma caixa isolada teoricamente e separados por uma divisoria isolante. Quando removemos a divisória, os blocos atingem depois de um tempo, uma temperatura de equilíbrio Tf= 40°C. Qual e a variação de entropia do sistema dos dois blocos durante esse processo irreversível? O calor especifico do cobre é 386 J/kg.K​

Answer 1

Utilizando definição de trocas de energia e entropia, temos que a entropia total deste sistema foi de 0.

Explicação:

A troca de calor entre corrpos obedece a seguinte equação:

$Q=m.c.\Delta T$

Então vamos utilizar esta formula para encontrar o quanto de calor cada bloco perdeu ou ganhou.

O bloco A perdeu -20ºC, para ir de 60ºC até 40ºC, então vamos a formula:

$Q=m.c.\Delta T$

$Q=1,5.386.(-20)$

$Q=-11580$

Assim ele perdeu -11580 J de energia.

Já o bloco B ganhou 20ºC para ir de 20ºC até 40ºC, então:

$Q=m.c.\Delta T$

$Q=1,5.386.(20)$

$Q=11580$

Agora já sabemos quanto cada um ganhou de energia, agora podemos encontrar a entropia deles, que é dada pela formula:

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

Onde T é a temperatura final do objeto trabalho, ou seja, utilizando nossas informações, temos que (a temperatura temos que usar em Kelvin):

$S_A=\frac{-11580}{313]=-37$

$S_B=\frac{11580}{313]=37$

Agora para sabermos a entropia total do sistema, basta somarmso as entropias:

$S=S_A+S_B$

$S=-37+37$

$S=0$

Assim a entropia desta sistema foi 0, o que é lógicamente obvio, pois entropia pode ser descrita como um valor para o grau de "bagunça" de um sistema, e se neste caso não houve nenhuma fonte de energia externa, então obviamente não houve "bagunça".