Calcule a variação de entropia nas seguintes transições de fases: a) condensação de
de argônio, no seu ponto normal de ebulição (1,0atm,
). Dados:
; b) vaporização de
de etanol no seu ponto normal de ebulição ( 1,0 atm,
). Dados:
vaporização
. R.: a)
; b)
.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! O problema pede para calcular a variação de entropia em duas transições de fases diferentes. Entropia é uma medida de desordem em um sistema, e sua variação nos ajuda a entender como as coisas mudam durante processos térmicos. Para resolver, vamos precisar usar a fórmula da variação de entropia:
onde
é a variação de entropia,
é a quantidade de calor trocada, e
é a temperatura absoluta em Kelvin.
Passo 2
Vamos começar com a primeira parte do exercício:
a) Condensação de 5,0 g de argônio no seu ponto normal de ebulição (1,0 atm, 87,3 K). Dados:
;
.
Primeiro, precisamos encontrar a quantidade de calor liberada durante a condensação. A condensação é o processo inverso da vaporização, então o calor liberado será igual ao calor de vaporização, mas com sinal negativo:
Aqui,
é o número de mols de argônio e
é o calor de vaporização.
Primeiro, calculamos o número de mols (
):
Agora, convertendo o calor de vaporização para Joules por mol (já que queremos a entropia em cal/K e J/K):
Agora, calculamos
:
Passo 3
Agora, usamos a fórmula da variação de entropia:
Substituindo os valores:
Mas o enunciado pede a resposta em cal/K. Sabendo que:
Parece que há uma diferença em relação à resposta esperada, então vamos verificar se usamos os dados corretamente.
Passo 4
Reavaliando os cálculos, percebemos que o enunciado fornece
em kcal/mol e pede a entropia em cal/K. Vamos recalcular
em cal/mol:
Agora, calculamos
:
Então, a variação de entropia:
Passo 5
Finalmente, arredondando para duas casas decimais:
Resposta
a)