Qual será a variação de energia livre quando uma esfera de
de água a
é dividida em gotículas esféricas de raio
? A tensão superficial da água vale
.
Passo 1
O enunciado pede a variação de energia livre quando uma esfera de volume
de água a
é dividida em gotículas esféricas de raio
. A energia livre extra vem do aumento de área de superfície; a contribuição da tensão superficial é dada por
onde
é a tensão superficial e
é a diferença entre a área total final e a área inicial.
Passo 2
Vamos achar o raio
da esfera inicial usando
Como
,
Passo 3
A área superficial inicial vale
Passo 4
Cada gotícula tem raio
volume
e o número de gotículas é
Passo 5
A área superficial total final é
Passo 6
A variação de área é
Com
, a variação de energia livre fica