Qual é a variação da entropia de 1,00 mol de água líquida, a 0,0^circ C ao se transformar em gelo a 0,0^circ C ?

Passo 1

O enunciado pergunta a variação de entropia ao congelar 1,00 mol de água líquida a 0,0^circC (ou seja, de água para gelo à mesma temperatura). O conteúdo é termodinâmica de mudança de fase isotérmica, e vamos usar a definição de entropia para processos reversíveis: De<a S = qrev/T.

Passo 2

Em uma mudança de fase à temperatura constante, o calor trocado reversível qrev é igual à entalpia de fusão com sinal invertido (pois liberar calor ao congelar). Assim,
De<a S = qrevT

Passo 3

O valor molar da entalpia de fusão da água a 0,0^circC é
De<a Hfus = 6,01 kJ/mol
Para o congelamento de 1 mol, qrev = -De<a Hfus = -6,01times 10^3 J

Passo 4

Substituindo em De<a S = qrev/T com T=273,15 K, obtemos
De<a S = -6,01times10^3 J273,15 K approx -22,0 J/K

Resposta

De<a S approx -22,0 J/K

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