Para cada um dos processos a seguir, preveja se haverá aumento ou diminuição de entropia.
\mathrm{CO}_{2}(\mathrm{~g}) \rightarrow \mathrm{CO}_{2}(\mathrm{~s}).

Passo 1

O enunciado pede: para o processo \mathrm{CO}_2(\mathrm{g}) \rightarrow \mathrm{CO}_2(\mathrm{s}), prever se haverá aumento ou diminuição da entropia.
Informações dadas: estado inicial é \mathrm{CO}_2 no estado gasoso ( \mathrm{g}); estado final é \mathrm{CO}_2 no estado sólido ( \mathrm{s}). Não foi dada temperatura nem outras condições, então trabalharemos qualitativamente com a mudança de fase.

Passo 2

O que é entropia? Vou te explicar de forma simples: entropia é uma medida do desarranjo ou do número de formas microscópicas de organizar um sistema mantendo as mesmas condições macroscópicas. Quanto mais “espalhadas” e móveis são as partículas, maior é a entropia. Pense assim: num gás as partículas correm livremente pelo volume (muitas configurações possíveis); num sólido elas só vibram em posições fixas (poucas configurações possíveis). Essa ideia já dá uma boa intuição para mudanças de fase.

Passo 3

Fórmula prática para analisar a mudança de entropia: \Delta S = S_{\text{final}} - S_{\text{inicial}}.
Interpretação do sinal:
  • Se \Delta S>0 então há aumento de entropia (mais desordem).
  • Se \Delta S<0 então há diminuição de entropia (menos desordem).
Aqui S_{\text{inicial}} é a entropia do estado inicial e S_{\text{final}} a do estado final.

Passo 4

Compare entropias de fases com uma regra geral muito usada em provas: \text{entropia do gás} > \text{entropia do líquido} > \text{entropia do sólido}áíó.
Por quê? Porque no gás partículas têm liberdade translacional em todo o volume, o que gera um grande número de microestados; no sólido as partículas ficam presas a sítios de rede e só têm vibrações pequenas, logo o número de microestados é bem menor. Isso é válido para qualquer substância típica, incluindo \mathrm{CO}_2.

Passo 5

Aplicando a regra ao processo dado: estado inicial é gás e estado final é sólido. Logo
S_{\text{inicial}} = S\bigl(\mathrm{CO}_2(\mathrm{g})\bigr)
é muito maior que
S_{\text{final}} = S\bigl(\mathrm{CO}_2(\mathrm{s})\bigr).
Portanto, ao calcular \Delta S:
\Delta S = S_{\text{final}} - S_{\text{inicial}} < 0.

Passo 6

Intuição física curta e prática para a prova: passar de gás para sólido significa “congelar/condensar e organizar” as moléculas — elas perdem liberdade de movimento e o sistema fica mais ordenado, então a entropia diminui. Se fosse o processo inverso ( \mathrm{CO}_2(\mathrm{s}) \rightarrow \mathrm{CO}_2(\mathrm{g}), ou seja, sublimação), a entropia aumentaria fortemente.

Resposta

Diminuição da entropia ( \Delta S<0).

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