Exploração 21.4 - Entropia na Expansão de um Gás Ideal

   

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Há um pequeno atraso temporal — uma vez que o sistema deve estar em equilíbrio — antes de ocorrer a mudança de estado.

Descrição da Animação

Nesta animação, N = nR (isto é, kB = 1). Assim, a lei do gás ideal (lei dos gases perfeitos) escreve-se PV = NTInício

Nos processos termodinâmicos, a entropia não depende do caminho tomado mas apenas dos estados finais do sistema. É uma "função de estado" (ao contrário do "calor", Q, e do "trabalho", W, os quais dependem do processo seguido pelo sistema).  Dado que  Q = ΔU + W  e  ΔU = (3/2)nRΔT  (para um gás monoatómico) ,

ΔS = ∫dQ/T = ∫(3/2)nRdT/T + ∫PdV/T = nR[(3/2)ln(Tf/Ti) + ln(Vf/Vi)].

Assim,  ΔS = (3/2)N ln(Tf/Ti) + N ln(Vf/Vi)  para um gás ideal monoatómico (repara que ln representa o logaritmo natural na base e).

 

Exploração da autoria de Anne J. Cox.
© 2004 by Prentice-Hall, Inc. A Pearson Company
© 2014 Wolfgang Christian, Mario Belloni, Paulo Simeão Carvalho, Edite Briosa, Manuel Filipe Costa