4 Calcule a variação da entropia de 180 g de água a 0,000^circ C durante a mudança de fase líquido para sólido. Considere o calor de fusão da água 3,34 times 10^5 J / kg e que a água congele exatamente a 0,000^circ C.
a)
(3 pontos) (A) 196 J / K, (B) 45,8 J / K, (C) -122 J / K, (D) -96,5 J / K, (E) 33,3 J / K, (F) 141 J / K, (G) -196 J / K, (H) -173 J / K, (I) 220 J / K, (J) -220 J / K, (K) 96,5 J / K, (L) 58,2 J / K, (M) -58,2 J / K, (N) 173 J / K, (O) 122 J / K, § -45,8 J / K, (Q) -33,3 J / K

Passo 1

O enunciado pede a variação de entropia de 180 g de água que congela a 0,000,^circ C. O conteúdo é termodinâmica — entropia em transformação isotérmica reversível. Para resolver usamos a definição
De<a S ;=;QrevT,
onde Qrev é o calor trocado reversivelmente e T é a temperatura absoluta em kelvin. A água congela exatamente a 0,000,^circ C, ou seja T = 273,15 K, e o calor latente de fusão vale Lf = 3,34times10^5 J/kg

Passo 2

Calcular o calor reversível Qrev. Como o sistema (água) liberta calor ao congelar, temos
Qrev = -,m,Lf
Aqui m = 180 g = 0,180 kg, então
Qrev = -l(0,180 kgr)timesl(3,34times10^5 J/kgr) = -6,012times10^4 J

Passo 3

Aplicar De<a S = Qrev/T:
De<a S = -6,012times10^4 J273,15 K approx -220 J/K
O sinal negativo indica redução de entropia ao passar de líquido para sólido.

Passo 4

Comparando com as alternativas, o valor mais próximo é
-220 J/K, correspondente à letra (J).

Resposta

(J) -220 J/K

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