Imagine que você coloca um cubo de gelo de massa igual a 100 g em um copo de água que está a uma temperatura um pouco acima de . Quando o gelo derreter, aproximadamente 33 kJ de energia são absorvidos a partir das vizinhanças como calor. Calcule a variação de entropia de 100 g de gelo a quando ele é fundido, aquecido a , e depois vaporizado a essa temperatura. Admita que as variaçöes sâo provocadas por um aquecedor que fornece energia a uma taxa constante, e esboce um gráfico que mostre (a) a variação da temperatura do sistema, (b) a entalpia do sistema, © a entropia do sistema como função do tempo.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre um cubo de gelo de 100 g a sendo colocado em água um pouco acima de . Quando o gelo derrete, absorve cerca de 33 kJ de energia. Nosso objetivo é calcular a variação de entropia desse gelo à medida que ele derrete, aquece até e depois vaporiza a essa temperatura. Vamos precisar entender os conceitos de calor latente, capacidade calorífica e entropia, além de usar fórmulas que relacionam energia e temperatura.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a variação de entropia quando o gelo derrete. A entropia ( ) é uma medida da desordem do sistema e pode ser calculada pela fórmula:
onde é o calor absorvido e é a temperatura absoluta (em Kelvin).
Sabemos que e . Então:
ã

Passo 3

Agora, vamos calcular a variação de entropia quando a água resultante do gelo derretido é aquecida de a . Para isso, usamos a fórmula:
onde:
  • é a massa (0.1 kg),
  • é a capacidade calorífica da água ( ),
  • ,
  • .
Substituindo:

Passo 4

Por último, vamos calcular a variação de entropia quando a água é vaporizada a . Usamos novamente a fórmula . O calor de vaporização da água é aproximadamente .
Então, para 0.1 kg:
E:
çã

Resposta

A variação total de entropia é a soma das variações em cada etapa:
Portanto, a variação de entropia de 100 g de gelo ao derreter, aquecer e vaporizar a é aproximadamente .

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Considere a seguinte reação gasosa: . o valor da constante de equilíbrio Kc para essa reação a é . Assinale a alternativa que expressa o valor da constante Kp para essa reação? (Dados: )
a)
b)
c)
d)
e)
Dadas as equações termoquímicas abaixo:
Em relação à combustão completa de acetileno , assinale a alternativa que indica corretamente seu calor de combustão, a lei termoquímica aplicada e o tipo de reação, respectivamente:
a) + 216,5 kcal; Lei de Hess; exotérmica
b) - 310,7 kcal; Lei de Hess; exotérmica
c) ; Lei da Energia Livre de Gibbs; endotérmica
d) ; Lei da Energia Livre de Gibbs; endotérmica
e) -66,1 kcal; Lei de Hess; exotérmica
Considerando os conceitos sobre sistemas termodinâmicos, responda indicando qual tipo de sistema é cada um (aberto, fechado ou isolado) e justificando brevemente a resposta em cada caso.
c) Um tanque de oxigênio selado e perfeitamente isolado, projetado para não trocar calor nem oxigênio com o ambiente.
Dê uma interpretação molecular da interação hidrofóbica.