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:
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, .
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
Escreva os produtos esperados das seguintes reações: Propeno