Calcule De quando misturamos 2 mols de H2 (com volume inicial V1 ) e 1 mol de O2 (com volume inicial V2 ) em 25^circ C. Considere apenas a mistura dos gases, sem que haja reação química.

Passo 1

Beleza, o enunciado pede pra calcular a variação de entropia ΔS ao misturar 2 mol de H₂ (num volume inicial V₁) com 1 mol de O₂ (num volume inicial V₂) a 25 °C, sem reação química.
Conteúdo: termodinâmica — entropia de mistura de gases ideais.
O que vamos usar:
  • A ideia de que, pra um gás ideal isoterma e reversível, ΔS = n R ln(V_f/V_i).
  • No caso de mistura, cada gás “expande” livremente até o volume total V_f = V₁ + V₂ e então se mistura reversivelmente.

Passo 2

Teoria por trás: entropia é dada por
De
Num processo isoterma de gás ideal, De, logo
Para mistura de dois gases inicialmente em volumes separados, tratamos cada um como se expandisse reversivelmente até o volume final comum V_f, sem troca de calor extra entre eles, e somamos as entropias geradas.

Passo 3

Calcular V_f:
Vf = V1 + V2
Entropia gerada pelo H₂ (n₁ = 2 mol):
De
Entropia gerada pelo O₂ (n₂ = 1 mol):
De

Passo 4

Somando as duas contribuições para ter a entropia total da mistura:
De

Resposta

boxedDe

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