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Qual é a variação de entropia de um cubo de gelo de 12,0 g que funde totalmente em um balde de água cuja temperatura está ligeiramente acima do ponto de congelamento da água?

Passo 1

O enunciado pede a variação de entropia ao fundir totalmente um cubo de gelo de massa 12,0 g à temperatura de fusão, que é 0\,^\circ\text{C} ( 273,15 K). Esse processo é isotérmico e reversível, então usamos a relação
\Delta S = \frac{Q_\text{rev}}{T}
em que Q_\text{rev} é o calor absorvido na fusão e T é a temperatura absoluta.

Passo 2

Calculamos o calor de fusão: a massa do gelo é
m = 12{,}0\text{ g} = 0{,}012\text{ kg},
o calor latente de fusão da água é aproximadamente
L_f = 333\times10^3\\ \text{J/kg}.
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Q_\text{rev} = m\,L_f = 0{,}012\times333\times10^3 = 3996\\ \text{J}.

Passo 3

Agora, usando T=273{,}15 K,
\Delta S = \frac{Q_\text{rev}}{T} = \frac{3996}{273{,}15} \approx 14{,}6\\ \text{J/K}.

Resposta

\displaystyle \Delta S \approx 14{,}6\\ \text{J/K}

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