Explique porque De é positivo e De é negativo?

Passo 1

Beleza! Vamos entender o que a pergunta está pedindo. A questão quer que a gente explique por que a variação da energia livre de Gibbs para mistura, representada por De, é positiva, e a variação da entropia para mistura, De, é negativa. Isso está dentro do conteúdo de Termodinâmica, mais especificamente, sobre propriedades de sistemas durante processos de mistura. Para resolver isso, vamos precisar entender o que são energia livre de Gibbs e entropia, e como elas se comportam quando substâncias se misturam.

Passo 2

Primeiro, vamos falar sobre a energia livre de Gibbs ( G). Ela é uma função termodinâmica que nos ajuda a prever se um processo vai ocorrer espontaneamente à temperatura e pressão constantes. A variação de G ( De) indica se o processo é espontâneo ( De) ou não ( De 0).
A entropia ( S) é uma medida da desordem do sistema. Quando a entropia aumenta ( De 0), geralmente indica que o sistema está se tornando mais desordenado.

Passo 3

Agora, vamos analisar o que acontece durante a mistura. Geralmente, quando misturamos substâncias, espera-se que a entropia aumente porque as partículas ficam mais desordenadas. Porém, a questão diz que De é negativo, ou seja, a entropia diminui. Isso pode ocorrer se houver interações fortes entre as moléculas das substâncias que fazem a mistura ficar mais organizada.

Passo 4

Com relação à variação da energia livre de Gibbs para mistura ( De), ela pode ser expressa pela equação:
De
Aqui, De é a variação da entalpia para mistura e T é a temperatura.
Se De é negativo e T é positivo, então o termo -T De se torna positivo. Se isso for maior em magnitude do que De, então De será positivo.

Passo 5

Então, por que De é positivo? Quando a entropia diminui ( De), isso contribui positivamente para De. Se as interações entre as moléculas resultam em uma estrutura mais ordenada na mistura, a energia livre de Gibbs aumenta, tornando o processo não espontâneo sob as condições dadas.

Resposta

Resumindo, De é positivo porque a diminuição da entropia ( De negativo) aumenta a energia livre de Gibbs, indicando que o processo de mistura não é espontâneo. Isso acontece quando as interações entre as moléculas tornam a mistura mais ordenada, reduzindo a desordem do sistema.

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