Calcule a variação de entropia de
de chumbo quando se resfria de
a
. Use
.
Passo 1
O enunciado pede a variação de entropia de uma amostra de chumbo ao ser resfriada. Dados fornecidos:
- massa da amostra:
. - temperatura inicial:
. - temperatura final:
. - capacidade calorífica molar (assumida constante):
.
O objetivo é calcular
, a variação de entropia quando o chumbo vai de
para
.
Passo 2
Converter as temperaturas para Kelvin (sempre usar Kelvin em integrais de entropia):
Passo 3
Calcular o número de mols de chumbo. Usar a massa molar do chumbo
(valor da tabela periódica). Converter a massa para gramas:
O número de mols é
Passo 4
Relembrando a definição e a fórmula que vamos usar (aula rápida): a variação de entropia para um processo reversível é
Se a capacidade calorífica molar
for aproximadamente constante no intervalo de temperatura, então para aquecimento/resfriamento a pressão constante (ou para sólidos onde
e vale a mesma integral) vale
Integrando de
a
:
Explicando símbolos:
-
é a variação de entropia (unidade ); -
é o número de mols; -
é a capacidade calorífica molar (assumida constante); -
são temperaturas em Kelvin.
Passo 5
Calcular a capacidade térmica total
:
Passo 6
Calcular o logaritmo da razão de temperaturas:
Passo 7
Agora aplicar a fórmula para obter
:
Interpretação curta e motivadora: o sinal negativo faz sentido — ao resfriar o chumbo ele perde calor reversivelmente, então a entropia do sistema diminui.