Calcule a variação de entropia para a) o congelamento de 1,00 mol de H2 O a 0^circ C;

Passo 1

Então, o enunciado pede para calcular a variação de entropia quando 1,00 mol de água ( H2O) congela a 0^circC. Vamos trabalhar com o conteúdo de Termodinâmica, especificamente sobre entropia e mudanças de fase. Para resolver isso, vamos precisar entender a fórmula da variação de entropia e saber o calor latente de congelamento da água.

Passo 2

Primeiro, vamos relembrar que a entropia ( De) é uma medida da desordem de um sistema. Quando a água congela, ela passa de um estado mais desordenado (líquido) para um estado mais ordenado (sólido), então esperamos que a entropia diminua.
A fórmula para calcular a variação de entropia durante um processo reversível é:
De
onde:
  • De é a variação de entropia,
  • qrev é o calor trocado de forma reversível,
  • T é a temperatura absoluta em Kelvin.

Passo 3

Para a mudança de fase da água de líquido para sólido (congelamento), usamos o calor latente de congelamento ( De=lamento). Esse valor representa a quantidade de energia liberada quando 1 mol de água congela.
Então, podemos reescrever a fórmula da entropia como:
Precisamos converter a temperatura de Celsius para Kelvin:
T = 0^circC + 273,15 = 273,15,K

Passo 4

Agora, vamos inserir os valores na fórmula. O calor latente de congelamento da água é aproximadamente -6,01,kJ/mol. O negativo indica que o calor está sendo liberado durante a congelamento.
De
Convertendo kJ para J para manter as unidades consistentes:
De

Resposta

A variação de entropia durante o congelamento de 1,00 mol de água a 0^circC é aproximadamente -21,99,J/(mol cdot K).

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