O magnésio funde a 650 ºC e apresenta calor de fusão 370 J/g e peso atômico de 24,3 g/mol. a) Calcule a variação da entropia associada à solidificação de um mol de magnésio. b) Qual a variação da energia interna?
Respostas
a) A variação de entropia associada à solidificação de um mol de magnésio é 9,74 J/K.
Para chegar nesse resultado precisamos saber como é calculada a variação de entropia.
Variação de Entropia
- Entropia é a medida do grau de desordem das partículas um sistema.
- A fórmula matemática para a variação da entropia (ΔS) que é utilizada atualmente é a seguinte:
ΔS = Q/T
Com base nas informações acima temos que:
ΔS = Q/T
ΔS = (370 x 24,3)/(273 + 650)
ΔS = 9,74 J/K
Logo, a variação da entropia foi de 9,74 J/K.
OBS: Lembrando que o calor de fusão teve que ser multiplicado pelo peso atômico para conseguir o calor de fusão por mol. Adicionalmente, somou-se 273 à temperatura, pois na fórmula, se usa normalmente a temperatura em Kelvin.
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b) A variação de energia interna durante a fusão do magnésio é zero.
Para chegar nesse resultado precisamos saber como é calculada a variação de energia interna em transformações.
Variação de energia interna em transformações
- Na transformação isotérmica, não há mudança de temperatura e, por isso, a energia interna permanece constante: ΔU = 0.
- Na transformação isovolumétrica, não é possível haver realização de trabalho, logo, toda a quantidade de calor que é trocada com o sistema varia diretamente sua energia interna: ΔU = Q.
- Na transformação isobárica, o sistema está submetido a uma pressão constante, logo, o trabalho por ele ou sobre ele realizado pode ser calculado analiticamente: ΔU = Q - PΔV.
- Na transformação adiabática, não ocorrem trocas de calor entre o sistema e a sua vizinhança, portanto, a variação da energia interna depende exclusivamente do trabalho realizado por ou sobre o sistema: ΔU = - τ.
Logo, considerando que não houve variação de temperatura, ou seja, a temperatura permaneceu 650°C durante a fusão, a variação de energia interna será igual a zero.
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