Que sistema tem entropia mais elevada? (a) 1 g de Au sólido a 1064 K ou 1 g de Au líquido a 1064 K ?
(b) 1 mol de CO nas CNPT ou 1 mol de
nas CNPT?
© 1 mol de Ar à pressão de 1 atm ou 1 mol de Ar à pressão de 0,01 atm?
(b) 1 mol de CO nas CNPT ou 1 mol de
© 1 mol de Ar à pressão de 1 atm ou 1 mol de Ar à pressão de 0,01 atm?
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício pede pra gente comparar a entropia em três situações diferentes: (a) gold sólido vs. líquido, (b) CO vs. CO₂ nas mesmas condições, e © argônio a duas pressões distintas. A matéria envolvida aqui é Termodinâmica, mais especificamente, Entropia. Vamos precisar entender o que é entropia e como ela varia com o estado físico, tipo de molécula e pressão.
Passo 2
Primeiro, o que é entropia? Entropia é uma medida da desordem ou da quantidade de energia dispersa num sistema. Quanto maior a entropia, mais desordenado está o sistema e mais formas diferentes as partículas têm de se distribuir. Por exemplo, gases geralmente têm maior entropia que líquidos e sólidos porque as partículas podem se mover mais livremente.
Passo 3
Vamos para o item (a): 1 g de ouro (Au) sólido a 1064 K vs. 1 g de ouro líquido a 1064 K. Mesmo sendo a mesma substância e temperatura, o estado físico faz diferença. No estado sólido, as partículas estão mais organizadas e vibram menos, enquanto no líquido, elas têm mais liberdade de movimento. Portanto, o ouro líquido tem uma entropia maior que o sólido.
Passo 4
Agora, o item (b): 1 mol de CO vs. 1 mol de CO₂ nas CNPT (condições de número de partículas constantes, pressão e temperatura constantes). A entropia também depende da complexidade molecular. O CO₂ tem uma molécula linear com mais modos de vibração comparado ao CO que é diatômico. Isso significa que o CO₂ possui mais maneiras de dispersar energia, resultando em maior entropia.
Passo 5
Por último, o item ©: 1 mol de argônio (Ar) à pressão de 1 atm vs. 1 mol de Ar à pressão de 0,01 atm. A entropia de um gás aumenta quando a pressão diminui porque as partículas têm mais espaço para se mover e a desordem aumenta. Assim, 1 mol de Ar a 0,01 atm tem maior entropia do que o mesmo mol a 1 atm.
Resposta
(a) 1 g de Au líquido a 1064 K tem maior entropia que o sólido.
(b) 1 mol de CO₂ nas CNPT tem maior entropia que 1 mol de CO.
© 1 mol de Ar à pressão de 0,01 atm tem maior entropia que à pressão de 1 atm.
(b) 1 mol de CO₂ nas CNPT tem maior entropia que 1 mol de CO.
© 1 mol de Ar à pressão de 0,01 atm tem maior entropia que à pressão de 1 atm.