Indique se a entropia de um sistema aumenta ou diminui quanto este é submetido às seguintes transformações: a água é misturada ao álcool a temperatura constante
Passo 1
O enunciado pede para determinarmos o sentido da variação da entropia quando se mistura água e álcool à temperatura constante. O conteúdo aqui é termodinâmica — especificamente, a entropia de mistura em soluções ideais.
Passo 2
Em termodinâmica a entropia é uma função de estado que mede o grau de desordem (ou o número de microestados acessíveis) de um sistema. Quando dois líquidos miscíveis (água e álcool) são colocados em contato, as moléculas se distribuem de forma mais “embaralhada” do que estavam separadas, aumentando o número de configurações possíveis.
Passo 3
Para uma solução ideal de dois componentes temos a fórmula da entropia de mistura:
onde
é a constante dos gases ideais,
e
são os números de mol de cada componente (água e álcool) e
suas frações molares.
Passo 4
Como
implica
, cada termo
é positivo. Logo
Isso significa que a entropia do sistema aumenta durante a mistura espontânea.
Resposta
A entropia do sistema aumenta.