Preveja se a variação da entropia é maior ou menor que zero para cada um dos processos seguintes:
evaporação do bromo líquido em um béquer à temperatura ambiente;
evaporação do bromo líquido em um béquer à temperatura ambiente;
Passo 1
Resumo do enunciado: queremos prever se a variação da entropia (ΔS) é maior ou menor que zero para o processo de evaporação do bromo líquido num béquer à temperatura ambiente.
Conteúdo: termodinâmica – especificamente o conceito de entropia e mudança de fase.
O que precisamos:
Conteúdo: termodinâmica – especificamente o conceito de entropia e mudança de fase.
O que precisamos:
- Entender o que é entropia e como ela se relaciona com a “bagunça” do sistema.
- Saber que vapor (gás) é mais desordenado que líquido.
- Conhecer a fórmula básica para mudança de entropia em mudança de fase:
Passo 2
O que é entropia?
Entropia (S) é uma medida de quantas maneiras as moléculas podem se arrumar dentro de um sistema – quanto mais “bagunçado” ou desordenado, maior S.
Em termodinâmica, a variação de entropia num processo reversível é dada por:
Entropia (S) é uma medida de quantas maneiras as moléculas podem se arrumar dentro de um sistema – quanto mais “bagunçado” ou desordenado, maior S.
Em termodinâmica, a variação de entropia num processo reversível é dada por:
No caso de uma mudança de fase líquida→gás a temperatura constante, simplifica para:
onde ΔH_vap é o calor de vaporização (sempre positivo, pois absorve calor do ambiente para virar gás) e T é a temperatura absoluta.
Passo 3
Aplicando ao bromo líquido que evapora num béquer à temperatura ambiente:
- A fase líquida passa a fase gasosa.
- Gás tem muito mais liberdade de movimento (muito mais desordem) que líquido.
- Logo, ΔH_vap > 0 (absorve calor) e T > 0 ⇒
também é positivo.
Resposta
Para a evaporação do bromo líquido em um béquer à temperatura ambiente, a variação de entropia ΔS é maior que zero (ΔS > 0).