Em um processo reversível, a variação no sistema é feita de ...

Tema central: A questão aborda o conceito de entropia no contexto de um processo reversível de mudança de fase, especificamente a vaporização da água a temperatura e pressão constantes. A entropia é uma medida da desordem ou do número de maneiras pelas quais um sistema pode ser organizado e é uma parte fundamental da termodinâmica.

Para resolver esta questão, é necessário compreender que a variação de entropia (∆S) para um processo reversível é dada pela relação:

∆S = ∆H/T

onde ∆H é a variação de entalpia (calor de vaporização) e T é a temperatura absoluta em Kelvin.

Cálculo da resposta correta:

Dado que o calor de vaporização da água (∆Hvaporização) é +40,67 kJ/mol, primeiro convertemos este valor para Joules, já que a entropia é usualmente expressa em J/K:

∆Hvaporização = 40,67 kJ/mol = 40670 J/mol

A temperatura constante do processo, que é 100ºC, deve ser convertida para Kelvin:

T = 100 + 273,15 = 373,15 K

Agora, calculamos a variação de entropia:

∆S = 40670 J/mol ÷ 373,15 K ≈ 109 J/K

Alternativa correta: C - 109 J.K^-1

Análise das alternativas incorretas:

A - 70,0 J.K^-1: Este valor é muito baixo, indicando um erro no cálculo de ∆S.

B - 86,0 J.K^-1: Embora mais próximo, ainda está abaixo do valor correto, possivelmente devido a um erro na conversão de unidades ou temperatura.

D - 128 J.K^-1: Este valor é mais alto do que o valor correto, indicando um erro no cálculo de ∆S ou uso incorreto da temperatura.

E - 159 J.K^-1: Este valor é significativamente mais alto, o que sugere um grande erro de cálculo ou compreensão do processo envolvido.

Gostou do comentário? Deixe sua avaliação aqui embaixo!

ΔSvap = ΔHvap/Tvap

Dados do problema:

1 mol de H2O líquido em 1 mol de H2O vap em 1 atm

ΔHvap = 40670 J/mol

T = 373,15 K (lembrando que a temperatura é em Kelvin)

Logo

ΔSvap = 40670 J/373,15 K = 108,99 J/K

Resposta: C