Sem realizar cálculos, diga se a entropia do sistema aumenta ou diminui durante cada um dos seguintes processos:
a fotossíntese da glicose:
Explique seu raciocínio.
a fotossíntese da glicose:
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:
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
onde
é a entropia,
é a constante de Boltzmann e
é o número de microestados compatíveis com o estado macroscópico. Quanto maior
, maior
. Aqui só preciso que você guarde: aumento de possibilidades/movimento ↔ aumento de
↔ aumento de
.
Passo 3
Compare os estados físicos das espécies envolvidas — isso é crucial porque a fase afeta fortemente
:
- Gás (
): moléculas em livre movimento ocupando muito espaço, muitos microestados (alta entropia por mol). - Líquido (
): moléculas mais próximas e menos liberdade translacional que no gás (entropia intermediária). - Sólido (
): 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
Passo 4
Conte a mudança no número e no tipo de partículas: do lado dos reagentes há
mols de
e
mols de
, totalizando
mols de moléculas em estados com bastante liberdade; do lado do produto há apenas
mol de
, 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
.
Passo 5
Conclusão física direta: como
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
e H
O 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.