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 (
) 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 (
): aproximadamente ou . - Temperatura (
): .
Aplicando a fórmula:
Passo 5
Agora, vamos calcular a variação de entropia para a vaporização da água.
- Entalpia de vaporização da água (
): aproximadamente ou . - Temperatura (
): .
Aplicando a fórmula:
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.
Exercícios relacionados
Os seguintes dados cinéticos foram obtidos para a reação
(g)
(g)
(g)
(g):
Experimento | Concentração inicial, <br>
|
Velocidade inicial, <br>
|
|
---|---|---|---|
|
|
||
1 | 1,5 | 1,5 |
|
2 | 3,0 | 1,5 |
|
3 | 3,0 | 4,5 |
|
4 | 4,7 | 2,7 | ? |
Escreva a lei de velocidade para a reação.
Os seguintes dados cinéticos foram obtidos para a reação A (g) + 2 B (g)
produto:
Concentração inicial, <br>
|
|||
---|---|---|---|
Experimento |
|
|
Velocidade inicial, <br>
|
1 | 0,60 | 0,30 | 12,6 |
2 | 0,20 | 0,30 | 1,4 |
3 | 0,60 | 0,10 | 4,2 |
4 | 0,17 | 0,25 | $? |
Dos dados, determine o valor da constante de velocidade.
Uma amostra de
de gás perfeito monoatômico, com
, é aquecida de
até
, sob pressão constante. Calcular
do gás.
Calcular a variação de entropia quando um gás perfeito monoatômico é comprimido á metade do seu volume inicial e, ao mesmo tempo, é aquecido ao dobro da sua temperatura inicial.