volume molar de um certo sólido é no seu ponto de fusão, a e . O volume molar do líquido, no mesmo ponto, é . A 100 atm , a temperatura de fusão é . Calcule a entalpia e a entropia de fusão do líquido. R: .

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre o volume molar de um sólido e do líquido no ponto de fusão em duas pressões diferentes (1 atm e 100 atm) e pede para calcular a entalpia e a entropia de fusão. Vamos usar conceitos de termodinâmica, especificamente a Equação de Clapeyron, que relaciona a variação de temperatura e pressão no ponto de fusão com a entalpia e a entropia envolvidas na mudança de fase.

Passo 2

Primeiro, precisamos entender a Equação de Clapeyron, que é dada por:
Onde:
  • é a taxa de variação da pressão com a temperatura no ponto de fusão.
  • é a entropia de fusão.
  • é a variação do volume molar durante a fusão (volume do líquido menos volume do sólido).
Nosso objetivo é encontrar (entalpia de fusão) e (entropia de fusão).

Passo 3

Vamos calcular , a variação do volume molar na fusão:
íó

Passo 4

Agora, vamos usar duas condições de fusão fornecidas no enunciado para montar nossa equação. Temos:
  • A 1 atm, a temperatura de fusão é 350,75 K.
  • A 100 atm, a temperatura de fusão é 351,26 K.
Primeiro, vamos calcular a variação de temperatura e pressão:

Passo 5

A Equação de Clapeyron pode ser rearranjada para relacionar e :
Aqui, é aproximadamente :

Passo 6

Agora, isolamos na equação:
Vamos usar a temperatura média dos dois pontos para :
Substituindo os valores:
Lembrando que :

Passo 7

Agora que temos , podemos encontrar usando a relação:
Substituindo os valores:

Resposta

A entalpia de fusão do líquido é e a entropia de fusão é .

Exercícios relacionados

Quando se mistura de água a e de água a obtêm-se 1 L de água a . Demonstre que durante a mistura criou-se entropia.

Dados:

Capacidade calorífica da água, (considerada constante entre e ).
Densidade da água, .
Massa molar da água, .
Calcular a variação de entropia quando um gás perfeito monoatômico é comprimido á metade do seu volume inicial e, ao mesmo tempo, é aquecido ao dobro da sua temperatura inicial.
a) Determinar a variação da energia de Gibbs padrão , a 273 K , durante a reação . A qual temperatura essa reação é espontânea?

Dados numéricos a 298 K :





(por aproximação será admitido que os e não dependem da temperatura)
Escreva os produtos esperados das seguintes reações: Propeno