Calcular a variação de entropia durante a fusão do gelo a 273 K e a vaporização da água a 373 K . Qual é a razão física que explica que uma é maior que a outra.

Passo 1

Então, vamos por partes! A questão pede para calcular a variação de entropia durante dois processos: a fusão do gelo a 273 K e a vaporização da água a 373 K. Além disso, precisamos entender por que uma variação é maior que a outra. Vamos trabalhar com conceitos de termodinâmica, especificamente sobre entropia e mudanças de fase.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que é entropia. Entropia é uma medida da desordem ou aleatoriedade de um sistema. Quando ocorre uma mudança de fase, como derreter gelo ou vaporizar água, a entropia do sistema muda.

Passo 3

A fórmula para calcular a variação de entropia ( De) durante uma mudança de fase é:
Onde:
  • é a entalpia de mudança de fase (calor latente).
  • é a temperatura na qual a mudança ocorre.

Passo 4

Vamos calcular primeiro a variação de entropia para a fusão do gelo.
  • Entalpia de fusão do gelo ( Deã): aproximadamente ou .
  • Temperatura ( ): .
Aplicando a fórmula:
ã

Passo 5

Agora, vamos calcular a variação de entropia para a vaporização da água.
  • Entalpia de vaporização da água ( Deçã): aproximadamente ou .
  • Temperatura ( ): .
Aplicando a fórmula:
çã

Passo 6

Comparando os dois resultados:
  • Fusão do gelo:
  • Vaporização da água:
A variação de entropia na vaporização é maior que na fusão.

Resposta

A variação de entropia durante a fusão do gelo a 273 K é aproximadamente e durante a vaporização da água a 373 K é aproximadamente . A razão física para a maior variação de entropia na vaporização é que, ao se transformar em vapor, as moléculas de água ganham muito mais liberdade de movimento e ficam muito mais desordenadas comparado ao processo de fusão, onde o aumento na desordem é menor.

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