Dois corpos de diferentes materiais e temperaturas são colocados em uma caixa termicamente isolada. O material 1, com 200 g e temperatura de 40°C, possui c1=300 J/kg.K. ; e o material 2, com 100 g e temperatura de 100°C, possui c2=120 J/ kg.K. Qual a variação de entropia do sistema após atingir o equilíbrio térmico?

Para resolver essa questão, precisamos calcular a variação de entropia do sistema após atingir o equilíbrio térmico. Para isso, vamos utilizar a fórmula de variação de entropia: ΔS = Q / T.

Primeiramente, precisamos calcular a quantidade de calor transferida entre os dois corpos. Como a temperatura do material 1 é de 40°C e a temperatura do material 2 é de 100°C, o calor será transferido do material 2 para o material 1 até que atinjam o equilíbrio térmico.

Vamos calcular a quantidade de calor transferida pelo material 2:

Q2 = m2 * c2 * ΔT2

Onde m2 é a massa do material 2 (100 g), c2 é a capacidade calorífica específica do material 2 (120 J/kg.K) e ΔT2 é a variação de temperatura do material 2.

Como a temperatura do material 2 diminui de 100°C para a temperatura de equilíbrio, a variação de temperatura é de -60°C. Convertendo para Kelvin, temos:

ΔT2 = -60°C = -60 K

Agora, podemos calcular a quantidade de calor transferida pelo material 2:

Q2 = 100 g * 120 J/kg.K * (-60 K) = -72000 J

Já que o calor é transferido do material 2 para o material 1, a quantidade de calor transferida pelo material 1 é oposta à do material 2:

Q1 = -Q2 = 72000 J

Agora, vamos calcular a variação de entropia do sistema:

ΔS = Q1 / T_eq

Onde T_eq é a temperatura de equilíbrio. Como os dois corpos estão em uma caixa termicamente isolada, a temperatura de equilíbrio é a média das temperaturas iniciais dos dois corpos:

T_eq = (40°C + 100°C) / 2 = 70°C = 343 K

Agora, podemos calcular a variação de entropia do sistema:

ΔS = 72000 J / 343 K ≈ 0,16 J/K

Portanto, a alternativa correta é a letra B) 0,16 J/K.

Resposta: B) 0,16 J/K