Calcule a variação de entropia na transformação gelo vapor , a 1,0atm de pressão. Dados para a água: ã ebulição fusão vaporização .

Passo 1

Vamos resolver o problema de calcular a variação de entropia na transformação do gelo a para o vapor a , sob pressão de 1,0 atm. Para isso, vamos usar os conceitos de termodinâmica relacionados à entropia e às mudanças de fase da água. Precisaremos dos valores de capacidades caloríficas, entalpia de fusão e vaporização, além das temperaturas de fusão e ebulição fornecidas.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar as etapas da transformação:
  1. Aquecimento do gelo de até (não há mudança de temperatura).
  2. Fusão do gelo a para virar água líquida.
  3. Aquecimento da água líquida de até .
  4. Vaporização da água a para virar vapor.
  5. Aquecimento do vapor de até .
Vamos calcular a variação de entropia em cada uma dessas etapas e somá-las para obter a variação total.

Passo 3

Etapa 2: Fusão do gelo
A variação de entropia durante a fusão pode ser calculada usando a fórmula:
ããã
Onde:
  • ã
  • ã
Calculando:
ã

Passo 4

Etapa 3: Aquecimento da água líquida de a
A variação de entropia durante o aquecimento pode ser calculada pela integral da capacidade calorífica sobre a temperatura:
á
Onde:
Calculando:
á

Passo 5

Etapa 4: Vaporização da água
A variação de entropia durante a vaporização é dada por:
çãçãçã
Onde:
  • çã
  • çã
Calculando:
çã

Passo 6

Etapa 5: Aquecimento do vapor de a
Aqui, usamos novamente a fórmula da variação de entropia para aquecimento:
Onde:
Calculando:

Passo 7

Somando todas as variações de entropia:
ãáçã
Substituindo os valores:

Resposta

A variação total de entropia na transformação do gelo a para o vapor a é aproximadamente .

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