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Resposta:
A variação de entropia de um gás hélio no seu ponto de ebulição normal quando todo ele condensa isotérmicamente em 1 litro de hélio líquido pode ser calculada usando a fórmula da entropia de um gás ideal:
ΔS = nCln(Tf/Ti)
onde:
n é o número de mols do gás
C é a capacidade térmica molar do gás
Ti é a temperatura inicial do gás
Tf é a temperatura final do gás
Primeiro, precisamos determinar o número de mols do gás hélio. A massa molar do hélio-4 é de 4,003 g/mol e a massa do gás hélio é de 0,26 kg, ou 260 g. Portanto, o número de mols do gás hélio é:
n = massa / massa molar
n = 260 g / 4,003 g/mol
n ≈ 64,9 mols
Agora, precisamos determinar as temperaturas inicial e final do gás hélio. O ponto de ebulição normal do hélio-4 é de -268,93 °C, ou 4,37 K. Supondo que o gás hélio condense isotérmicamente, a temperatura final do gás hélio também será de 4,37 K.
Substituindo os valores na fórmula da entropia de um gás ideal, obtemos:
ΔS = (64,9 mols) * (5/4) * ln(4,37 K / 4,37 K)
ΔS = 64,9 mols * (5/4) * 0
ΔS = 0 J/K
Portanto, a variação de entropia de 0,26 kg do gás hélio no seu ponto de ebulição normal quando todo ele condensa isotérmicamente em 1 litro de hélio líquido é de 0 J/K.