Se um processo exotérmico for espontâneo, qual será a contribuição da entropia? (descreva a contribuição entrópica).
Passo 1
Beleza, vamos por partes. O enunciado pergunta: “Se um processo exotérmico for espontâneo, qual será a contribuição da entropia? (descreva a contribuição entrópica).”
Conteúdo: Termodinâmica – entalpia (ΔH), entropia (ΔS), energia livre de Gibbs (ΔG) e espontaneidade.
O que vamos precisar:
Conteúdo: Termodinâmica – entalpia (ΔH), entropia (ΔS), energia livre de Gibbs (ΔG) e espontaneidade.
O que vamos precisar:
- A definição de espontaneidade via ΔG = ΔH – T·ΔS
- A relação entre entropia do sistema e do ambiente (universo)
Passo 2
Primeiro, lembra que a espontaneidade de um processo é dada por:
e que para ser espontâneo precisamos de
. Aqui:
-
é a entalpia do sistema -
é a entropia do sistema -
é a temperatura (em Kelvin)
Passo 3
Agora, o processo é exotérmico, ou seja
. Isso já dá uma “força” para
ficar negativo. Mas tem o termo
que também “puxa”
para cima ou para baixo, dependendo do sinal de
.
- Se
, então e fica ainda mais negativo: a entropia ajuda na espontaneidade. - Se
, então e fica menos negativo: a entropia do sistema “puxa” contra a espontaneidade, mas o exergia (entalpia liberada) pode compensar e manter .
Passo 4
Mas cuidado: quem manda na segunda lei não é só a entropia do sistema e sim a entropia do universo (sistema + ambiente). Quando o sistema libera calor
para o ambiente:
Como
, isso faz
. A entropia total do universo é
Num processo espontâneo a gente sempre tem
.
Passo 5
Resumindo a “contribuição entrópica”:
- A entropia do sistema pode aumentar (
) ajudando a espontaneidade, ou diminuir ( ) atrapalhando, mas não necessariamente inviabilizando o processo, pois a entalpia negativa pode compensar. - A entropia do ambiente sempre aumenta no exotérmico (
). - O que conta mesmo é
.
Resposta
Em um processo exotérmico espontâneo, a entropia do ambiente aumenta (
), garantindo que a entropia total do universo seja positiva. A entropia do sistema pode subir (fortalecendo a espontaneidade) ou cair (sendo compensada pela entalpia liberada), mas o aumento global de entropia (
) é o que realmente torna o processo espontâneo.