Uma viga de aço inoxidável pesando 6 kg\pu{6 kg} é aquecida de −23 °C\pu{-23 \degree C} até 227 °C\pu{227 \degree C}. O calor específico do aço inoxidável nas condições desse processo é 0,5 J ⋅ K−1 ⋅ g−1.\pu{0,5 J.K-1.g-1}.

Assinale a alternativa que mais se aproxima da variação de entropia do aço inoxidável.

Gabarito
Gabarito

Como a viga sofre aquecimento com calor específico constante, a variação de entropia pode ser calculada pela expressão do aquecimento sensível reversível. Como a temperatura final é maior que a inicial, espera-se que a entropia do aço aumente.

Etapa 1.Calcule a variação de entropia do aço inoxidável.

As temperaturas absolutas são Ti=−23 °C+273 K=250 KeTf=227 °C+273 K=500 K T_i = \pu{-23 \degree C} + \pu{273 K} = \pu{250 K} \qquad\text{e}\qquad T_f = \pu{227 \degree C} + \pu{273 K} = \pu{500 K} A massa da viga é m=6 kg=6000 g m = \pu{6 kg} = \pu{6000 g} Para aquecimento sensível com calor específico constante, ΔS=mcln⁡ ⁣(TfTi) \Delta S = mc \ln\!\left(\dfrac{T_f}{T_i}\right) Logo, ΔS=(6000 g)(0,5 JK ⋅ g)ln⁡ ⁣(500 K250 K)=2,08 kJ ⋅ K−1 \Delta S = (\pu{6000 g})(\pu{0,5 J//K.g}) \ln\!\left(\dfrac{\pu{500 K}}{\pu{250 K}}\right) = \boxed{\pu{2,08 kJ.K-1}}