Calcule a variação de entropia quando:
a.
de água a
é vaporizado e convertido em vapor d’água a 100
(calor latente de vaporização da água
). Resp.:
b.
de gelo a
se converte em água a
(calor latente de fusão do gelo
. Resp.:
c. A variação de entropia é maior para a fusão ou para a vaporização? Explique fisicamente o porquê usando a ideia de que a entropia está associada ao grau de desordem de um sistema.
a.
b.
c. A variação de entropia é maior para a fusão ou para a vaporização? Explique fisicamente o porquê usando a ideia de que a entropia está associada ao grau de desordem de um sistema.
Passo 1
O enunciado pede para calcular a variação de entropia
em dois processos de mudança de fase reversível à temperatura constante:
– (a) vaporização de de água líquida a
;
– (b) fusão de de gelo a
.
Usaremos a relação
– (a) vaporização de
– (b) fusão de
Usaremos a relação
sendo
e
a temperatura absoluta em kelvin.
Passo 2
Para a vaporização à
:
Temperatura absoluta
Temperatura absoluta
Calor reversível necessário
Variação de entropia
Passo 3
Para a fusão a
:
Temperatura absoluta
Temperatura absoluta
Calor reversível necessário
Variação de entropia
Passo 4
Comparando
e
, observamos que
Fisicamente, na vaporização as moléculas passam do líquido para o vapor e ganham muito mais liberdade de movimento e mais microestados acessíveis, aumentando muito mais a “desordem” (entropia) do que na simples fusão, em que a passagem de sólido para líquido libera menos graus de liberdade.
Resposta
(a)
(b)
(c) A variação de entropia é maior na vaporização, pois a passagem ao estado gasoso gera muito mais desordem do que a passagem ao estado líquido.
(b)
(c) A variação de entropia é maior na vaporização, pois a passagem ao estado gasoso gera muito mais desordem do que a passagem ao estado líquido.