Indique se a entropia de um sistema aumenta ou diminui quanto este é submetido às seguintes transformações:
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
De<a S = integral de<a QrevT,
No caso de uma mudança de fase a pressão constante (como fusão ou congelamento), tem-se diretamente
De<a S = De<a HtransTtrans,,
onde De<a Htrans é a entalpia da transição de fase e Ttrans é a temperatura (em kelvin) desse equilíbrio de fase.

Passo 3

Para a fusão da água (gelo toágua líquida) a entalpia de fusão é positiva:
De<a Hfusão>0 ã
O congelamento é o processo inverso, logo sua entalpia é
De<a Hcon>=lamento = -,De<a Hfusão<0 ã
Como a temperatura de congelamento da água é aproximadamente Ttrans=273 K, temos
De<a S = De<a Hcon>=lamentoTtrans =-,De<a HfusãoTtrans<0 ã
Logo, a entropia do sistema diminui no congelamento da água.

Resposta

A entropia do sistema diminui.

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