Considere um recipiente de volume que é dividido em dois compartimentos de igual tamanho. No compartimento esquerdo há argônio a 100 kPa e ; no compartimento direito há neônio na mesma temperatura e pressão. Calcule a entropia e a energia de Gibbs da mistura quando a separação é removida. Suponha que os gases sejam perfeitos.

Passo 1

Beleza, vamos começar resumindo o que o exercício está pedindo. Temos um recipiente de volume total de dividido em dois compartimentos iguais. No compartimento esquerdo, tem argônio a 100 kPa e ; e no direito, neônio nas mesmas condições. Queremos calcular a entropia ( ) e a energia de Gibbs ( ) quando misturamos esses gases, assumindo que eles se comportam como gases perfeitos. Para isso, vamos precisar usar as fórmulas de entropia e energia de Gibbs para misturas de gases ideais.

Passo 2

Primeiro, vamos determinar o número de mols de cada gás. Sabemos que a pressão ( ) é 100 kPa, o volume de cada compartimento é (metade de 250), que é igual a , e a temperatura ( ) é (convertendo para Kelvin). Vamos usar a equação dos gases ideais:
Onde .
Rearranjando para encontrar :
Então, temos aproximadamente de argônio e o mesmo de neônio.

Passo 3

Agora, vamos calcular a entropia de mistura ( ). A fórmula para a entropia de mistura de dois gases ideais é:
Onde e são as frações molares de argônio e neônio, respectivamente. Como temos a mesma quantidade de mols de cada gás:
Substituindo na fórmula:

Passo 4

Vamos calcular agora a energia de Gibbs da mistura ( ). A fórmula para a energia de Gibbs de mistura é:
Usando as mesmas frações molares de antes:
No entanto, como estamos considerando a mudança para a mistura, dividimos esse valor pela quantidade total de mols para obter a energia de Gibbs por mol, resultando em aproximadamente .

Resposta

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A 310 K , as pressões parciais de vapor de uma substância B dissolvida em um líquido A são as seguintes:
0,010 0,015 0,020
82,0 122,0 166,1
Mostre que a solução obedece à lei de Henry neste intervalo de frações molares e calcule a constante da lei de Henry a 310 K .
é
Estime o ponto de fusão do Níquel, Ni , se o é e o é .K. (compare com o valor experimental ).
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No laboratório, o estrôncio poderia ser identificado pela coloração vermelha quando este recebe o calor de uma chama.