Demonstre que a variação da entropia encontrada no item anterior é sempre positiva.
Passo 1
Vamos lá! O exercício pede para demonstrar que a variação da entropia encontrada no item anterior é sempre positiva. Isso está dentro do estudo da Termodinâmica, especificamente relacionado à Segunda Lei da Termodinâmica. Para resolver, vamos precisar entender como a entropia se comporta em processos termodinâmicos e utilizar as fórmulas que descrevem essa variação.
Passo 2
Primeiro, precisamos relembrar a definição de entropia (
). A entropia é uma medida da desordem ou da quantidade de informação em um sistema. Segundo a Segunda Lei da Termodinâmica, em qualquer processo espontâneo, a entropia total do sistema e do ambiente sempre aumenta.
Passo 3
A variação da entropia (
) pode ser calculada pela fórmula:
Para mostrar que
é sempre positiva, precisamos provar que
.
Passo 4
Considere um processo termodinâmico reversível, onde a variação de entropia é dada por:
Aqui,
é o calor trocado reversivelmente e
é a temperatura absoluta.
Passo 5
Segundo a Segunda Lei da Termodinâmica, para processos naturais (irreversíveis), a entropia do universo aumenta. Isso significa que mesmo que parte do processo seja reversível, a totalidade do processo resultará em um aumento de entropia:
Passo 6
Aplicando isso ao nosso caso, se considerarmos apenas o sistema em estudo, qualquer processo espontâneo resultará em
. Ou seja, a entropia do sistema não diminui, garantindo que a variação da entropia é sempre positiva ou nula em processos reversíveis.
Passo 7
Portanto, concluímos que:
Isso demonstra que a variação da entropia encontrada é sempre positiva, conforme solicitado.
Resposta
A variação da entropia (
) é sempre positiva.
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Preveja se as seguintes reações ocorreriam espontaneamente em solução aquosa a
:
c)
c)
Calcule a fem padrão de uma célula que usa as reações de semicélula
e
a
. Escreva a equação da reação de célula que ocorre nas condições padrão.
Uma solução consiste de íons
e
na concentração de cada um de 1,0
. O que acontece se uma lâmina de estanho ( Sn ) é mergulhada na solução? Considere as seguintes semi-reações:
Qual desses metais ou íons é um agente oxidante mais forte? Qual é um agente redutor mais forte?