A entropia padrão do chumbo ( Pb ), a
, é
. A capacidade calorífica do chumbo sólido é
. O ponto de fusão é
e o calor de fusão é
. A capacidade calorífica do chumbo líquido é
.
Calcule: a) a entropia padrão do chumbo líquido a
e b) a variação de entalpia na mudança de
a
para
a
.
.: a)
; b)
.
Calcule: a) a entropia padrão do chumbo líquido a
Passo 1
Resumo do Enunciado e Conteúdo da Matéria
Temos que calcular:
a) A entropia padrão do chumbo líquido a
.
b) A variação de entalpia na transformação de
a
para
a
.
Conteúdo da Matéria: Termodinâmica, especificamente cálculo de entropia e entalpia usando capacidades caloríficas, calor de fusão e mudanças de fase.
O que Vamos Precisar:
- Entropia padrão do chumbo sólido a
: - Capacidade calorífica do chumbo sólido:
- Ponto de fusão:
- Calor de fusão:
- Capacidade calorífica do chumbo líquido:
Passo 2
Conversão de Temperaturas para Kelvin
Primeiro, vamos converter todas as temperaturas para Kelvin, pois nas fórmulas termodinâmicas usamos a escala Kelvin.
Passo 3
Cálculo da Variação de Entropia ao Aquecer o Chumbo Sólido
Para calcular a entropia padrão do chumbo líquido a
, precisamos considerar três etapas:
- Aquecer o chumbo sólido de
até o ponto de fusão ( ). - A fusão do chumbo sólido para líquido a
. - Aquecer o chumbo líquido de
até .
Vamos começar com a primeira etapa:
Substituindo
:
Explicação da Teoria: A entropia (
) é uma medida da desordem do sistema. A variação de entropia quando uma substância é aquecida pode ser calculada integrando a capacidade calorífica a pressão constante dividida pela temperatura.
Passo 4
Cálculo da Entropia de Fusão
A entropia de fusão (
) é a variação de entropia durante a transição de sólido para líquido a temperatura constante (
).
Explicação da Teoria: A entropia de fusão representa a mudança na desordem quando uma substância passa do estado sólido para o líquido. É calculada dividindo o calor de fusão pela temperatura de fusão.
Passo 5
Cálculo da Variação de Entropia ao Aquecer o Chumbo Líquido
Agora, calculamos a entropia ao aquecer o chumbo líquido de
até
:
Substituindo
:
Explicação da Teoria: Similar à etapa anterior, calculamos a variação de entropia ao aquecer o líquido usando sua capacidade calorífica.
Passo 6
Somando as Variações de Entropia
A entropia padrão do chumbo líquido a
é a soma das entropias nas três etapas:
Substituindo os valores conhecidos:
Explicação da Teoria: A entropia total é a soma das variações de entropia em cada etapa do processo.
Resposta
a)
b)