Calcule a variação de entropia para a) o congelamento de
de
a
;
Passo 1
Então, o enunciado pede para calcular a variação de entropia quando 1,00 mol de água (
) congela a
. 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 (
) 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:
onde:
-
é a variação de entropia, -
é o calor trocado de forma reversível, -
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 (
). 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:
Passo 4
Agora, vamos inserir os valores na fórmula. O calor latente de congelamento da água é aproximadamente
. O negativo indica que o calor está sendo liberado durante a congelamento.
Convertendo kJ para J para manter as unidades consistentes:
Resposta
A variação de entropia durante o congelamento de 1,00 mol de água a
é aproximadamente
.