The enthalpy of vaporization of chloroform (CHCl3) is 29.4 kJ mol-1 at its normal boiling point of 334.88 K. Calculate the entropy change of the surroundings.
Passo 1
O enunciado nos dá a entalpia de vaporização do clorofórmio e a temperatura na qual isso acontece (o ponto de ebulição normal). Vou listar claramente o que foi dado e o que pedem:
- Dados:
- Entalpia de vaporização:
. - Temperatura (ponto de ebulição normal):
.
- Entalpia de vaporização:
- Pergunta: calcular a variação de entropia do entorno (vizinhança/surroundings) quando o clorofórmio vaporiza a essa temperatura, por mol.
Passo 2
Conceito e fórmula que vamos usar (explicação didática).
- Entropia é uma medida da “desordem” ou do número de maneiras de distribuir energia; para uma troca de calor reversível a temperatura constante
, a variação de entropia associada a um fluxo de calor é dada por
- Aqui estamos interessados na entropia do entorno (surroundings). Quando o sistema (o clorofórmio) vaporiza, ele absorve calor igual a
do entorno (assumindo processo a pressão constante e pequena área onde a entalpia é o calor recebido pelo sistema). Assim: - Calor recebido pelo sistema:
. - Calor perdido pelo entorno:
.
- Calor recebido pelo sistema:
- Portanto a variação de entropia do entorno é
Expliquei cada símbolo:
-
: variação de entropia do entorno (unidade: ); -
: entalpia de vaporização por mol (unidade dada em , converteremos para ); -
: temperatura absoluta em kelvin onde ocorre o processo.
Passo 3
Converter unidades e montar a conta.
- Converter
para joules por mol:
- Aplicar a fórmula:
Passo 4
Calcular o valor numérico (faço passo a passo para você seguir na prova sem calculadora, mas aqui uso divisão direta com detalhe).
- Dividindo:
- Com o sinal negativo:
Passo 5
Arredondamento e interpretação final (didático e motivador).
- A entalpia foi dada com três algarismos significativos (
), então é razoável dar a resposta com três algarismos significativos:
- Interpretação: o entorno perde calor quando o clorofórmio vaporiza, portanto sua entropia diminui (sinal negativo). Isso não diz ainda se o processo é espontâneo — para isso compararíamos
ou analisar — mas aqui o pedido era só a entropia do entorno. Vai dar tudo certo na prova, respira e confia.