04/03/2012

Introduo

Segunda Lei da TermodinmicaFsico-Qumica Professor: Daniel Padilha Setti

A mudana espontnea A entropia e a desordem As variaes de entropia que acompanham as mudanas de estado fsico As entropias-padro de reao A variao total de entropia O equilbrio2

Segundo Princpio da Termodinmica: Entropia Fenmenos espontneos irreversveis Dois corpos com diferentes temperaturas, o processo reverso nunca ocorre. Mistura de dois gases diferentes, os gases se misturam mas no se separam espontaneamente. Uma mudana espontnea uma mudana que tem a tendncia de ocorrer sem estar sendo induzida por uma influncia externa: mudanas espontneas no necessitam ser rpidas3

Processos naturais Espontneos!! Gs expande para ocupar o volume disponvel Corpo quente esfria na temperatura da vizinhana Reao qumica ocorre numa direo

No Espontneos!! Comprimir o Gs (compressor) Resfriar um objeto (refrigerador) Reao qumica inversa (eletrlise)4

A Entropia e a Desordem A medida de desordem a entropia (S) Baixa entropia significa pequena desordem; Alta entropia significa grande desordem.

Um becker foi levado para o aquecimento , e 150 J de energia foram transferido reversivelmente gua a 30 C. Qual a variao da entropia? Calcule a variao de entropia de um grande recipiente de cobre fundido quando 80 J de energia como calor so retirados reversivelmente dele a 1250 oC. Calcule a variao na entropia de uma amostra grande de gelo quando 70 J de energia na forma de calor so removidos reversivelmente dela a 05

A variao da entropia pode ser calculada

usando a seguinte expresso:

oC

em uma6

geladeira.

1

04/03/2012

As variaes de entropiaEntropia uma medida da desordem; de acordo com a segunda Lei da termodinmica, a entropia de um sistema isolado aumenta em qualquer processo espontneo; entropia uma funo de estado Se T2 maior que T1, ento S positivo7 8

A desordem de um sistema aumenta quando a temperatura aumenta Porque um aumento na temperatura corresponde a um aumento no movimento trmico das molculas

A temperatura de 1 mol de He(g) aumentada de 25oC

para 300 oC presso constante. Qual a variao

As variaes de entropia que acompanham as mudanas de estado fsico A entropia aumenta quando um slido funde-se at tornar-se lquido e suas molculas ficam mais desordenadas Para determinar a variao de entropia para uma substncia que sofre transio de uma fase Toda energia fornecida se aplica na transio de fase Converso de lquido em vapor, e no para de aumentar a temperatura O ponto de fuso normal Tf O ponto ebulio normal Tb10

na entropia do helio? Assuma comportamento ideal e usar CP,m=5R/2. Uma amostra de gs nitrognio de volume 20,00 L a

5,00 Kpa tem sua temperatura aumentadas de 20 oCa 400 oC volume constante. . Qual a variao na entropia do nitrognio? A capacidade calorfica molar do nitrognio a volume constante, CV,m, 20,81 JK-1mol-1. Assuma comportamento ideal9

Variao de Entropia (S) Qual ser a variao de entropia que acompanha a vaporizao de 1 mol de gua em equilbrio com seu vapor a 25 C. Nesse processo isotrmico reversvel, o calor de vaporizao H V necessrio para converter o lquido na vapor de 10.500 cal/mol.

Variaes de Entropia (S)Calcule a S para a reao de 25C: CH3OH(g) + O2(g) CO2(g) + H2O(g)

O calor de fuso do ouro de 12,36 kJ/mol, e sua entropia de fuso 9,250 J/molK. qual o ponto de fuso do ouro?H = 12,36 kJ/mol= 12,36 x 1000= 12360 J/molJ/mol J/mol K

T = 1336,21 K11 12

2

04/03/2012

As entropias-padro de reao As entropias-padro de reao a diferena nas entropias de produtos e reagentes Levando em conta seus coeficientes estequiomtricos

O primeiro termo na soma direita a entropiapadro molar dos produtos e o segundo a soma dos reagentes n representa os vrios coeficientes estequiomtricos13 14

Calcule a entropia-padro para a reao N2(g) + H2(g) N2O4(g) NH3(g) NO2(g) C2H6(g)

Entropia e a Desordem Entropia uma funo de estado Independente do estado dos caminhos entre o estado inicial e finalStotal= Ssistema + Svizinhana > 0 (espontnea)

C2H4(g) + H2(g)

A entropia de um sistema isolado aumenta em qualquer processo espontneo, entropia uma funo de estado.15 16

Entropia (S)S > 0 aumento da entropia S < 0 diminuio da entropia

Exemplos de aumento da entropia Evaporao das substncias Distribuio de calor entre dois corpos Expanso dos gases Reaes de decomposies

Exemplos de diminuio de entropia Solidificao das substncias Reaes de sintese17

3