Calcule a variação de entropia de
de água a
quando ela se transforma em vapor a
.
Passo 1
Beleza, o exercício pede pra calcular a variação de entropia quando 5,00 g de água a 100 °C vira vapor a 100 °C. O assunto é termodinâmica (mais especificamente entropia em transformação de fase). Pra resolver, a gente vai precisar de:
- massa da água (m = 5,00 g)
- calor latente de vaporização da água à 100 °C (ΔH_vap)
- temperatura absoluta (T em kelvin)
- a definição de entropia para transformação isoterma e reversível: ΔS = Q_rev/T
Passo 2
Primeiro, coloca tudo em unidades legais:
- massa m = 5,00 g
- temperatura T = 100 °C = 100 + 273,15 = 373,15 K
- calor latente de vaporização da água à 100 °C: ΔH_vap ≈ 40,7 kJ/mol
A gente pode usar ΔH_vap em J por grama ou em J por mol. Vou usar por mol e daí calcular quantos mols são 5 g de água.
Passo 3
Calcular o número de mols de água:
Logo:
Passo 4
Calcular o calor absorvido Q_rev (reversivelmente) na vaporização:
Passo 5
Agora usamos a definição de variação de entropia para processo isoterma reversível:
Substituindo:
Resposta
A variação de entropia é aproximadamente