Sem realizar cálculos, diga se a entropia do sistema aumenta ou diminui durante cada um dos seguintes processos:
a fotossíntese da glicose: 6 \mathrm{CO}_{2}(\mathrm{~g})+6 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(\mathrm{l}) \rightarrow \mathrm{C}_{6} \mathrm{H}_{12} \mathrm{O}_{6}(\mathrm{~s})
Explique seu raciocínio.

Passo 1

Vou deixar claro o que o enunciado dá e o que pede. O enunciado apresenta a reação da fotossíntese da glicose:
6\mathrm{CO}_2(\mathrm{g}) + 6\mathrm{H}_2\mathrm{O}(\mathrm{l}) \rightarrow \mathrm{C}_6\mathrm{H}_{12}\mathrm{O}_6(\mathrm{s})
A pergunta é: sem realizar cálculos, durante esse processo a entropia do sistema aumenta ou diminui? Devemos responder apenas para o sistema (não para o universo).

Passo 2

Explicando o conceito físico que vamos usar: entropia é uma medida do número de microestados acessíveis a um sistema — ou, de modo mais intuitivo, do “grau de desordem” do sistema. A relação básica é dada por
S = k \ln W,
onde S é a entropia, k é a constante de Boltzmann e W é o número de microestados compatíveis com o estado macroscópico. Quanto maior W, maior S. Aqui só preciso que você guarde: aumento de possibilidades/movimento ↔ aumento de W ↔ aumento de S.

Passo 3

Compare os estados físicos das espécies envolvidas — isso é crucial porque a fase afeta fortemente W:
  • Gás ( \mathrm{CO}_2(\mathrm{g})): moléculas em livre movimento ocupando muito espaço, muitos microestados (alta entropia por mol).
  • Líquido ( \mathrm{H}_2\mathrm{O}(\mathrm{l})): moléculas mais próximas e menos liberdade translacional que no gás (entropia intermediária).
  • Sólido ( \mathrm{C}_6\mathrm{H}_{12}\mathrm{O}_6(\mathrm{s})): moléculas rigidamente organizadas numa rede ou estrutura; muito menos liberdade (baixa entropia por mol).
Regra prática muito usada em provas: para um mesmo número de mols, geralmente
S(\text{gás}) > S(\text{líquido}) > S(\text{sólido}).áíó

Passo 4

Conte a mudança no número e no tipo de partículas: do lado dos reagentes há \,6 mols de \mathrm{CO}_2(\mathrm{g}) e \,6 mols de \mathrm{H}_2\mathrm{O}(\mathrm{l}), totalizando \,12 mols de moléculas em estados com bastante liberdade; do lado do produto há apenas \,1 mol de \mathrm{C}_6\mathrm{H}_{12}\mathrm{O}_6(\mathrm{s}), uma única espécie na fase sólida com pouca liberdade. Assim, o processo reduz fortemente o número de partículas livres e passa de um conjunto com muita liberdade (gás + líquido) para um único sólido ordenado — isso reduz o número de microestados W.

Passo 5

Conclusão física direta: como W do sistema diminui (menos partículas livres, mudança para fase sólida mais ordenada), a entropia do sistema diminui. Em linguagem simples: a fotossíntese está “organizando” átomos dispersos em CO _2 e H _2O para formar uma molécula grande e ordenada — ordem aumenta, entropia do sistema diminui.

Passo 6

Observação útil para a prova e para não se confundir: a fotossíntese não é espontânea sem entrada de energia — ela precisa de energia da luz. Isso significa que, embora a entropia do sistema diminua, o balanço total (sistema + arredores) pode aumentar a entropia porque a energia luminosa e os processos associados aos arredores compensam. Mas a pergunta pedia só a entropia do sistema, então essa observação não altera a resposta pedida.

Resposta

A entropia do sistema diminui.

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