Indique se a entropia de um sistema aumenta ou diminui quanto este é submetido às seguintes transformações:
congelamento da água
congelamento da água
Passo 1
O enunciado pede para determinar se a entropia de um sistema sofre aumento ou diminuição quando a água passa do estado líquido para o estado sólido (congelamento). O conteúdo de termodinâmica que vamos usar envolve definição de entropia e sua variação em mudanças de fase reversíveis.
Passo 2
Em termodinâmica a variação de entropia de um sistema em um processo reversível é dada por
No caso de uma mudança de fase a pressão constante (como fusão ou congelamento), tem-se diretamente
onde
é a entalpia da transição de fase e
é a temperatura (em kelvin) desse equilíbrio de fase.
Passo 3
Para a fusão da água (gelo
água líquida) a entalpia de fusão é positiva:
O congelamento é o processo inverso, logo sua entalpia é
Como a temperatura de congelamento da água é aproximadamente
K, temos
Logo, a entropia do sistema diminui no congelamento da água.
Resposta
A entropia do sistema diminui.