A entalpia molar de vaporização do argônio no ponto normal de ebulição,
, é
.
Calcule a variação de entropia de 3 mol de argônio a
e 1 atm .
Calcule a variação de entropia de 3 mol de argônio a
Passo 1
O enunciado dá os seguintes dados e pede uma coisa específica:
- Temperatura do ponto normal de ebulição:
. - Entalpia molar de vaporização:
. - Quantidade de substância:
. - Condição de pressão:
(informação que confirma que estamos no ponto de ebulição normal).
O que é pedido:
- Calcular a variação de entropia de
de argônio à e .
Passo 2
Princípio usado (explicação didática): quando uma substância vapora reversivelmente à temperatura constante (no ponto de ebulição, líquido e vapor estão em equilíbrio), a variação de entropia associada à vaporização por mol é dada por
Aqui cada símbolo significa:
-
= variação de entropia por mol durante a vaporização (unidade típica: ). -
= entalpia molar de vaporização (energia por mol absorvida no processo, unidade precisa ser coerente com a de energia). -
= temperatura absoluta em kelvin ( ).
Essa fórmula vem da definição termodinâmica de entropia para um processo reversível e isotérmico:; na vaporização reversível .
Passo 3
Converter unidades para ficar tudo consistente em SI (joules):
- Sabemos que
. - Então convertemos
:
Faço a multiplicação:
logo
Passo 4
Calcular a variação de entropia por mol usando
.
Substituindo os valores (tudo em SI):
Substituindo os valores (tudo em SI):
Faço a divisão passo a passo:
- Primeiro:
. - Resultado numérico:
.
Arredondando de maneira conveniente (duas casas decimais) obtemos
Observação didática: esse valor positivo faz sentido físico porque a vaporização aumenta a desordem (o gás tem maior entropia que o líquido).
Passo 5
Agora queremos a variação de entropia para
. A entropia é uma propriedade extensiva, portanto multiplica-se a variação molar pelo número de mols:
Faço a multiplicação:
Arredondando de forma coerente (duas casas decimais) obtemos