Calcule
quando misturamos 2 mols de
(com volume inicial
) e 1 mol de
(com volume inicial
) em
. 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:
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
Num processo isoterma de gás ideal,
, 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:
Entropia gerada pelo H₂ (n₁ = 2 mol):
Entropia gerada pelo O₂ (n₂ = 1 mol):
Passo 4
Somando as duas contribuições para ter a entropia total da mistura: