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16.8: Resumo

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    16.1 Espontaneidade

    Os processos químicos e físicos têm uma tendência natural de ocorrer em uma direção sob certas condições. Um processo espontâneo ocorre sem a necessidade de uma entrada contínua de energia de alguma fonte externa, enquanto um processo não espontâneo exige isso. Sistemas que passam por um processo espontâneo podem ou não experimentar um ganho ou perda de energia, mas eles experimentarão uma mudança na forma como a matéria e/ou energia é distribuída dentro do sistema.

    16.2 Entropia

    A entropia (S) é uma função de estado que pode estar relacionada ao número de microestados de um sistema (o número de maneiras pelas quais o sistema pode ser organizado) e à razão entre o calor reversível e a temperatura em Kelvin. Pode ser interpretado como uma medida da dispersão ou distribuição de matéria e/ou energia em um sistema e é frequentemente descrito como representando a “desordem” do sistema.

    Para uma determinada substância, a entropia depende da fase com S sólido < S líquido < S gás. Para substâncias diferentes no mesmo estado físico a uma determinada temperatura, a entropia é normalmente maior para átomos mais pesados ou moléculas mais complexas. A entropia aumenta quando um sistema é aquecido e quando as soluções se formam. Usando essas diretrizes, o sinal de mudanças de entropia para algumas reações químicas e mudanças físicas pode ser previsto de forma confiável.

    16.3 A Segunda e a Terceira Leis da Termodinâmica

    A segunda lei da termodinâmica afirma que um processo espontâneo aumenta a entropia do universo, S univ > 0. Se ΔS univ < 0, o processo não é espontâneo e, se ΔS univ = 0, o sistema está em equilíbrio. A terceira lei da termodinâmica estabelece o zero para entropia como o de um sólido cristalino puro e perfeito a 0 K. Com apenas um microestado possível, a entropia é zero. Podemos calcular a mudança de entropia padrão para um processo usando valores de entropia padrão para os reagentes e produtos envolvidos no processo.

    16.4 Energia livre

    A energia livre de Gibbs (G) é uma função de estado definida apenas em relação às quantidades do sistema e pode ser usada para prever a espontaneidade de um processo. Um valor negativo para ΔG indica um processo espontâneo; um ΔG positivo indica um processo não espontâneo; e um ΔG de zero indica que o sistema está em equilíbrio. Várias abordagens para o cálculo das mudanças de energia livre são possíveis.