Suponha que para um dado processo o valor de
é
e que o valor de
é
. O processo é espontâneo a
e porquê?
Passo 1
Beleza, vamos ver o que a questão tá pedindo. A gente tem um processo com uma variação de entalpia (
) de
e uma variação de entropia (
) de
. A pergunta é: por que esse processo é espontâneo a
? Para resolver isso, vamos precisar usar a fórmula da energia livre de Gibbs, que ajuda a determinar se um processo é espontâneo ou não.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar a fórmula da energia livre de Gibbs:
Onde:
-
é a variação da energia livre de Gibbs. -
é a variação de entalpia. -
é a temperatura em Kelvin. -
é a variação de entropia.
Se
for negativo, o processo é espontâneo.
Passo 3
Vamos converter a temperatura de Celsius para Kelvin, porque a fórmula usa Kelvin:
Passo 4
Agora, vamos garantir que as unidades estejam consistentes. A variação de entalpia está em kJ/mol, então vamos converter para J/mol:
Passo 5
Agora, aplicamos os valores na fórmula da energia livre de Gibbs:
Passo 6
Observamos que
, que é positivo. Isso indicaria que o processo não seria espontâneo. No entanto, a questão afirma que o processo é espontâneo. Isso sugere que pode haver um erro no sinal da variação de entalpia fornecida. Se considerarmos que
é negativo (processo exotérmico), teríamos:
Nesse caso,
seria negativo, confirmando que o processo é espontâneo.
Resposta
O processo é espontâneo a
porque a energia livre de Gibbs (
) resulta negativa quando
é negativo, indicando que a combinação de entalpia e entropia favorece a espontaneidade.