O ponto de ebulição (normal) de benzeno é de 80^circ C e o calor de vaporização a esta temperatura é 7353 cal. mol^-1. Para C6 H6(l) e C6 H6(g), Cp é 36,2 e 20,3 cal k^-1 cdot mol^-1, respectivamente.
Calcule De<a S para a transformação: C6 H6(1,70^circ C, 1 atm)-C6 H6(g, 90^circ C, 1 atm)

Passo 1

O enunciado pede a entropia trocada na transformação reversível
C6H6(ell,,70^circ C,,1,atm)toC6H6(g,,90^circ C,,1,atm).
O conteúdo de termodinâmica a usar é que
De<a S=integralde<a QrevT
e podemos decompor o processo em três etapas: aquecer o líquido de 70^circ C ao ponto de ebulição, vaporizá-lo à 80^circ C e depois aquecer o vapor até 90^circ C.

Passo 2

Convertendo as temperaturas para Kelvin:
T1 = 70 + 273,15 = 343,15,K, Tb = 80 + 273,15 = 353,15,K, T2 = 90 + 273,15 = 363,15,K
Os calores específicos são Cp,ell = 36,2 cal cdot K^-1 cdot mol^-1 e Cp,g = 20,3 cal cdot K^-1 cdot mol^-1, e a entalpia de vaporização a Tb é De<a Hvap = 7353 cal cdot mol^-1.

Passo 3

Entropia para aquecer o líquido de T1 a Tb:
De<a S1 =integralT1^TbCp,ellT,dT =Cp,elllnTbT1 =36,2ln!l(tfrac353,15343,15r) approx1,04;calcdotK^-1!cdot!mol^-1

Passo 4

Entropia de vaporização à Tb:
De<a S2 =De<a HvapTb =7353353,15 approx20,82;calcdotK^-1!cdot!mol^-1

Passo 5

Entropia para aquecer o vapor de Tb a T2:
De<a S3 =integralTb^T2Cp,gT,dT =Cp,glnT2Tb =20,3ln!l(tfrac363,15353,15r) approx0,57;calcdotK^-1!cdot!mol^-1

Passo 6

Somando as três contribuições:
De<a S =De<a S1+De<a S2+De<a S3 approx1,04+20,82+0,57 =22,43;calcdotK^-1!cdot!mol^-1

Resposta

De<a Sapprox22,4;calcdot K^-1cdot mol^-1

Exercícios relacionados