Indique se os seguintes processos podem ou não ser rotulados como espontâneos nas seguintes condições.
Um processo em que De é positivo em V e p constantes.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado pede para a gente descobrir se um processo é espontâneo ou não, sabendo que a variação de entalpia ( De) é positiva, e que o volume (V) e a pressão § estão constantes. Vamos precisar entender um pouco de Termodinâmica, especialmente sobre como a entalpia e a espontaneidade dos processos estão relacionadas.

Passo 2

Primeiro, vamos relembrar o que significa um processo ser espontâneo. Um processo espontâneo é aquele que ocorre naturalmente, sem a necessidade de energia externa para acontecer. Para determinar isso, usamos a função de Gibbs, que relaciona a entalpia, a entropia e a temperatura.

Passo 3

A função de Gibbs ( De) é dada por:
De
Onde:
  • De é a variação da energia livre de Gibbs.
  • De é a variação de entalpia.
  • T é a temperatura absoluta.
  • De é a variação de entropia.

Passo 4

Para um processo ser espontâneo, De precisa ser negativo:
De
Então, precisamos analisar os termos da equação para ver se isso acontece.

Passo 5

No nosso caso, sabemos que De é positivo ( De 0). Isso geralmente indica que o processo absorve calor e pode não ser espontâneo. Mas não é o único fator!

Passo 6

Também temos que considerar a entropia ( De). Se a entropia aumenta ( De 0), isso favorece a espontaneidade porque aumenta a desordem do sistema. Porém, como não temos essa informação, vamos considerar que De pode influenciar o resultado final.

Passo 7

Como a pressão § e o volume (V) estão constantes, a temperatura (T) também pode estar influenciando diretamente o processo. Se a temperatura for alta o suficiente, o termo TDe pode compensar o De positivo, tornando De negativo.

Passo 8

Mas, se a entropia não aumenta ou aumenta pouco, e considerando que De é positivo, é provável que De seja positivo, indicando que o processo não é espontâneo nessas condições.

Resposta

Com De positivo e volume e pressão constantes, o processo não é espontâneo.

Exercícios relacionados