Explique porque
é positivo e
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
, é positiva, e a variação da entropia para mistura,
, 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 (
). Ela é uma função termodinâmica que nos ajuda a prever se um processo vai ocorrer espontaneamente à temperatura e pressão constantes. A variação de
(
) indica se o processo é espontâneo (
) ou não (
).
A entropia (
) é uma medida da desordem do sistema. Quando a entropia aumenta (
), 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
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 (
), ela pode ser expressa pela equação:
Aqui,
é a variação da entalpia para mistura e
é a temperatura.
Se
é negativo e
é positivo, então o termo
se torna positivo. Se isso for maior em magnitude do que
, então
será positivo.
Passo 5
Então, por que
é positivo? Quando a entropia diminui (
), isso contribui positivamente para
. 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,
é positivo porque a diminuição da entropia (
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.