(a) Uma variação favorável de entropia ocorre quando
é positivo. A ordem do sistema aumenta ou diminui quando
é positivo?
(b) Uma variação favorável de entalpia ocorre quando
é negativo. O sistema absorve ou libera calor quando
é negativo?
(c) Escreva a relação entre
e
. Use os resultados de (a) e (b) para dizer se
será positivo ou negativo para mudanças espontâneas.
(b) Uma variação favorável de entalpia ocorre quando
(c) Escreva a relação entre
Passo 1
O enunciado está na área de termodinâmica e pede para relacionar variações de entropia
, entalpia
e energia livre de Gibbs
. Para isso vamos usar os conceitos de desordem (entropia), liberação/absorção de calor (entalpia) e a fórmula de Gibbs.
Passo 2
Entropia é uma medida de desordem do sistema. Uma variação favorável de entropia ocorre quando
. Isso significa que a desordem do sistema aumenta, ou seja, a ordem do sistema diminui.
Passo 3
Entalpia mede o conteúdo de calor do sistema a pressão constante. Uma variação favorável de entalpia é
, o que caracteriza um processo exotérmico. Portanto, quando
, o sistema libera calor para o ambiente.
Passo 4
A energia livre de Gibbs relaciona entalpia e entropia pela fórmula
Para que uma mudança seja espontânea, precisamos de
. Usando
(liberação de calor) e
(aumento de desordem) em
vemos que o primeiro termo é negativo e o segundo também contribui negativamente (pois
e
). Logo,
será negativo em processos espontâneos.
Resposta
(a) A ordem do sistema diminui.
(b) O sistema libera calor.
(c) . Para mudanças espontâneas,
.
(b) O sistema libera calor.
(c)