Nível 1

Um cilindro contendo $\pu{71 g}$ de gás cloro é pressurizado isotermicamente de $\pu{3 kPa}$ até $\pu{24 kPa}$ .

Assinale a alternativa que mais se aproxima da variação de entropia do gás.

\pu{-12 J.K-1}

\pu{-17 J.K-1}

\pu{-25 J.K-1}

\pu{-36 J.K-1}

\pu{-51 J.K-1}

Gabarito

Como o gás cloro sofre uma compressão isotérmica, sua variação de entropia pode ser calculada diretamente pela expressão da transformação isotérmica de um gás ideal. Como a pressão aumenta, o volume diminui e, portanto, a entropia do gás deve diminuir.

Etapa 1.Converta a massa de cloro em quantidade de matéria.

$n_{\ce{Cl2}} = \dfrac{m_{\ce{Cl2}}}{M_{\ce{Cl2}}} = \dfrac{\pu{71 g}}{\pu{71 g//mol}} = \pu{1 mol}$

Etapa 2.Calcule a variação de entropia do gás.

Para uma transformação isotérmica de um gás ideal, $\Delta S = nR\ln\!\left(\dfrac{V_f}{V_i}\right) = nR\ln\!\left(\dfrac{P_i}{P_f}\right)$ Logo, $\Delta S = (\pu{1 mol})(\pu{8,31 J//K.mol}) \ln\!\left(\dfrac{\pu{3 kPa}}{\pu{24 kPa}}\right) = \boxed{\pu{-17,3 J.K-1}}$