Suponha que 6,0 mmol de Ar(g) ocupem 52 cm^3 a 298 K e se expandam a 122 cm^3. Calcule De<a G para o processo.

Passo 1

O enunciado dá uma expansão isotérmica reversível de um gás ideal (Argônio) à temperatura T=298 K, com quantidade de matéria n=6,0 mmol que passa de um volume inicial V1=52 cm^3 para V2=122 cm^3. Queremos calcular a variação de energia livre de Gibbs De<a G desse processo.

Passo 2

Para um gás ideal que se expande isotermicamente e reversivelmente vale
De<a G ;=; n,R,T,ln!l(tfracp2p1r)
Como a pressão de um gás ideal satisfaz ppropto1/V em temperatura constante, temos
p2p1 ;=;V1V2 Longrightarrow De<a G ;=; n,R,T,ln!l(tfracV1V2r)

Passo 3

Reúnem-se os dados numéricos:
n=6,0 mmol=6,0times10^-3 mol
R=8,314 J,mol^-1,K^-1
T=298 K
V1=52 cm^3, V2=122 cm^3
O fator de razão é
V1V2 =52122approx0,4262, ln!l(0,4262r)approx-0,853

Passo 4

Calcula-se então
De<a G = (6,0times10^-3),(8,314),(298),l(-0,853r) approx -12,7 J

Resposta

De<a G approx -12,7 J

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