Complete a tabela abaixo, que contém variações de parâmetros do sistema, respondendo se é possível que o processo seja espontânco e, se sim, quais condições relacionadas aos valores de
e
. A primeira linha foi respondida como exemplo.
Variação de entalpia
Variação de entropia
Espontâneo?
Exotérmico
Aumenta
e
.
Exotérmico
Diminui
Endotérmico
Diminumenta
Variação de entalpia | Variação de entropia | Espontâneo? |
Exotérmico
|
Aumenta
|
|
Exotérmico
|
Diminui
|
|
Endotérmico
|
Diminumenta
|
Passo 1
Vamos resolver esse exercício juntinhos! A gente precisa completar a tabela que mostra se um processo é espontâneo ou não, baseado nas variações de entalpia (
) e entropia (
). Para isso, vamos usar a equação da variação de energia livre de Gibbs:
Um processo é espontâneo se
. Ou seja, precisamos analisar como
e
influenciam essa condição.
Passo 2
Vamos começar com a primeira variação que já está preenchida:
- Exotérmico (
) e Aumenta ( ): - Aqui,
é negativo e é positivo. - A equação fica:
- Como ambos os termos tornam
negativo, o processo é espontâneo.
- Aqui,
Passo 3
Agora, vamos para a segunda variação:
- Exotérmico (
) e Diminui ( ): -
é negativo e é negativo. - A equação fica:
. - O segundo termo se torna positivo porque um negativo multiplicado por outro negativo é positivo.
- Portanto,
. - Isso pode resultar em
ou , dependendo da temperatura. - Condição: O processo é espontâneo se
.
-
Passo 4
Vamos para a terceira variação:
- Endotérmico (
) e Diminui ( ): -
é positivo e é negativo. - A equação fica:
. - O segundo termo se torna positivo, então
. - Como
, o processo não é espontâneo.
-
Passo 5
Por fim, a quarta variação:
- Endotérmico (
) e Aumenta ( ): -
é positivo e é positivo. - A equação fica:
. - Aqui,
pode ser negativo ou positivo dependendo da temperatura. - Condição: O processo é espontâneo se
.
-
Resposta
Variação de entalpia | Variação de entropia | Espontâneo? |
Exotérmico
|
Aumenta
|
|
Exotérmico
|
Diminui
|
Sim, se
|
Endotérmico
|
Diminui
|
Não. |
Endotérmico
|
Aumenta
|
Sim, se
|
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e
constantes neste intervalo de temperaturas.
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para esta reação sabendo que
e
. Conclua sobre a espontaneidade do processo nessas condições.