A entropia padrão do chumbo ( Pb ), a 25^circ C, é S^circ 298 k=64,80 JK^-1 cdot mol^-1. A capacidade calorífica do chumbo sólido é Cp(s)(J / mol K)=22,13+0,01172 T+0,96 times 105 T^-2. O ponto de fusão é 327,4^circ C e o calor de fusão é 4770 J / mol. A capacidade calorífica do chumbo líquido é Cp(1)(J / mol K) =32,51-0,00301 T.
Calcule: a) a entropia padrão do chumbo líquido a 500^circ C e b) a variação de entalpia na mudança de Pb(s) a 25^circ C para Pb(1) a 500^circ C.
R.: a) S(773)^0=102 J / mol K; b) De.

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: ã
  • 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.
25^circ C = 298 , K
327,4^circ C = 600,55 , K
500^circ C = 773 , K

Passo 3

Cálculo da Variação de Entropia ao Aquecer o Chumbo Sólido
Para calcular a entropia padrão do chumbo líquido a De, precisamos considerar três etapas:
  1. Aquecer o chumbo sólido de De até o ponto de fusão ( ).
  2. A fusão do chumbo sólido para líquido a .
  3. 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 ( Deã) é a variação de entropia durante a transição de sólido para líquido a temperatura constante ( ).
ããã
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 De até De:
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 S^circ(773 , K) = S^circ(298 , K) + De é a soma das entropias nas três etapas:
S^circ(773 , K) = 64,80 , J/K cdot mol + Deã
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)

Exercícios relacionados