Em que circunstâncias especiais temos
? Qual a utilidade do terceiro princípio?
Passo 1
Beleza, o enunciado pergunta duas coisas: (a) em que “caso especial” vale a relação
e (b) para que serve o terceiro princípio da Termodinâmica.
O assunto é Termodinâmica: entropia (S), entalpia (H) e o terceiro princípio.
Para resolver isso a gente vai precisar lembrar da definição de entropia num processo reversível
e da relação entre calor e entalpia em pressão constante:
Passo 2
Vamos achar quando rola
.
- Entropia: por definição, num processo reversível e isotérmico (temperatura constante)
Seé constante, sai
- Entalpia: em pressão constante e de forma reversível, o calor trocado é
3) Juntando os dois: num processo que seja reversível, isotérmico e à pressão constante,
Um exemplo típico é a mudança de fase (fusão, vaporização) ocorrendo à temperatura de equilíbrio: lá, e são constantes e o processo é reversível.
Passo 3
Agora, para que serve de verdade o terceiro princípio da Termodinâmica?
- Enunciado: “A entropia de um cristal perfeito é zero ao zero absoluto (T=0 K).”
- Por que isso importa? Porque a gente ganha um ponto de referência para a entropia.
- Sem ele, só tínhamos variações
, não sabíamos o valor “absoluto” de S. - Com o terceiro princípio, podemos calcular a entropia absoluta de qualquer substância a uma dada T, integrando de 0 K até T:
(mais correções para transições de fase).
3) Utilidades práticas:
- Obter tabelas de entropias molares padrão à 298 K.
- Calculare prever espontaneidade ( ).
- Entender limites quando se aproxima de T=0 (impossibilidade de atingir o zero absoluto).
- Sem ele, só tínhamos variações
Resposta
- A relação
vale somente para processos reversíveis, isotérmicos e à pressão constante (como mudanças de fase em equilíbrio). - O terceiro princípio serve para estabelecer a entropia absoluta de cada substância (definindo
em 0 K), permitindo calcular entropias padrões, de reações e analisar a espontaneidade dos processos.