O calor específico do iodo sólido (I2, barM=126,9 g mol^-1) é igual a 0,23 J K^-1 g^-1 e o do iodo liquido é igual a 0,45 J K^-1 g^-1. A temperatura de fusão do iodo é de 114^circ C e seu calor de fusão é de 48,95 J g^-1. Considerando esses valores como valores médios, qual será a variação de entropia quando 100 g )de iodo são aquecidos sob pressão constante, desde 25^circ C até 150^circ C ?

Passo 1

Resumo do Enunciado e Conteúdo Necessário
Vamos resolver um exercício que pede para calcular a variação de entropia quando 100 g de iodo são aquecidos a pressão constante, desde 25°C até 150°C. Para isso, vamos precisar entender conceitos de calor específico, calor de fusão e como calcular a entropia em processos com variação de temperatura. Usaremos fórmulas básicas da termodinâmica para dividir o processo em etapas e calcular cada contribuição para a variação total da entropia.

Passo 2

Identificando as Etapas do Aquecimento
Primeiro, vamos dividir o aquecimento em três etapas:
  1. Aquecimento do iodo sólido: de 25°C até 114°C (temperatura de fusão).
  2. Fusão do iodo: de sólido para líquido a 114°C.
  3. Aquecimento do iodo líquido: de 114°C até 150°C.

Passo 3

Calor Necessário em Cada Etapa
Vamos calcular o calor (Q) necessário para cada etapa usando as seguintes fórmulas:
  • Aquecimento:
    • m é a massa,
    • C é o calor específico,
    • ΔT é a variação de temperatura.
  • Fusão:
    • L é o calor de fusão.

Passo 4

Calculando o Calor para Cada Etapa
  1. Aquecimento do Sólido:
    Q1 = 100, g times 0,23, JgcdotK times (114°C - 25°C) = 100 times 0,23 times 89 = 2047, J
  2. Fusão:
    Q2 = 100, g times 48,95, Jg = 4895, J
  3. Aquecimento do Líquido:
    Q3 = 100, g times 0,45, JgcdotK times (150°C - 114°C) = 100 times 0,45 times 36 = 1620, J

Passo 5

Calculando a Variação de Entropia em Cada Etapa
A variação de entropia ( De) para processos a temperatura constante ou com variação de temperatura pode ser calculada usando:
De
Para cada etapa:
  1. Aquecimento do Sólido:
    De
  2. Fusão:
    De
  3. Aquecimento do Líquido:

Resposta

A variação total de entropia ao aquecer 100 g de iodo de 25°C a 150°C é aproximadamente 23,01 J/K.

Exercícios relacionados