É possível remover energia da água na forma de calor na temperatura de congelamento à pressão atmosférica) ou mesmo abaixo dessa temperatura sem que a água congele; quando isso acontece, dizemos que a água está super-resfriada. Suponha que uma gota dResposta:

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre super-resfriamento da água, que é quando a água é resfriada abaixo do ponto de congelamento (0°C) sem virar gelo. A gente vai usar conceitos de termodinâmica, especificamente de entropia. Para resolver isso, vamos precisar entender como calcular a mudança na entropia quando removemos calor de uma gota de água super-resfriada.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que é entropia. Entropia é uma medida da desordem de um sistema. Quando removemos calor de um sistema, a entropia geralmente diminui porque o sistema fica mais ordenado. A fórmula básica para calcular a mudança de entropia ( ) quando uma quantidade de calor ( ) é removida a uma temperatura constante ( ) é:
Aqui, é o calor removido (positivo se é absorvido pelo sistema, negativo se é liberado) e é a temperatura absoluta em Kelvin.

Passo 3

No caso do super-resfriamento, estamos retirando calor da água. Isso significa que o vai ser negativo porque estamos retirando energia do sistema. Precisamos também converter a temperatura de Celsius para Kelvin para usar na fórmula. A conversão é:
Então, se a temperatura é 0°C, em Kelvin fica:

Passo 4

Agora, vamos aplicar os valores na fórmula da mudança de entropia. Sabemos que:
Substituindo os valores:

Passo 5

Fazendo a conta:
No entanto, parece que há uma discrepância com o valor fornecido. É possível que hajam mais detalhes no enunciado original, como a massa da gota ou a capacidade térmica específica da água, que influenciam no cálculo final da entropia.

Resposta

A mudança de entropia é aproximadamente .

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(d)