Em que circunstâncias especiais temos De ? Qual a utilidade do terceiro princípio?

Passo 1

Beleza, o enunciado pergunta duas coisas: (a) em que “caso especial” vale a relação
De
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
De
e da relação entre calor e entalpia em pressão constante:
de

Passo 2

Vamos achar quando rola De.
  1. Entropia: por definição, num processo reversível e isotérmico (temperatura constante) De
    Se T é constante, sai
    De
  2. Entalpia: em pressão constante e de forma reversível, o calor trocado é Qp,rm rev= De
    3) Juntando os dois: num processo que seja reversível, isotérmico e à pressão constante,
    DeUm exemplo típico é a mudança de fase (fusão, vaporização) ocorrendo à temperatura de equilíbrio: lá, T e p são constantes e o processo é reversível.

Passo 3

Agora, para que serve de verdade o terceiro princípio da Termodinâmica?
  1. Enunciado: “A entropia de um cristal perfeito é zero ao zero absoluto (T=0 K).”
  2. Por que isso importa? Porque a gente ganha um ponto de referência para a entropia.
    • Sem ele, só tínhamos variações De, 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: S(T)=integral0^TCp(T')T',dT'
      (mais correções para transições de fase).
      3) Utilidades práticas:
      - Obter tabelas de entropias molares padrão à 298 K.
      - Calcular Deçã e prever espontaneidade ( De).
      - Entender limites quando se aproxima de T=0 (impossibilidade de atingir o zero absoluto).

Resposta

  1. A relação De vale somente para processos reversíveis, isotérmicos e à pressão constante (como mudanças de fase em equilíbrio).
  2. O terceiro princípio serve para estabelecer a entropia absoluta de cada substância (definindo S=0 em 0 K), permitindo calcular entropias padrões, De de reações e analisar a espontaneidade dos processos.

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