Gabarito disponível
Deseja-se produzir um pequeno cubo de gelo com massa 10g. Para tanto, aproximam-se 10g de água líquida a 0°C de um bloco de 10kg de CO₂ sólido, conhecido como gelo seco, que está à temperatura de -78°C, obtendo-se, assim, o cubo de gelo de 10g a 0°C. Nesse processo, a variação de entropia da água e do universo, em J/K, foram, respectivamente:
Dado: calor latente de fusão do gelo L = 336J/g
Dado: calor latente de fusão do gelo L = 336J/g
Resolução comentada
ΔS_água = −12,3 J/K e ΔS_universo = +4,9 J/K.
Ao congelar, a água libera Q = 10 g × 336 J/g = 3360 J a 273 K, então ΔS_água = −3360/273 ≈ −12,3 J/K. O gelo seco, a 195 K, absorve esse calor: ΔS = +3360/195 ≈ +17,2 J/K. A soma é ≈ +4,9 J/K, positiva, como exige a segunda lei.
Análise das alternativas
B: esquece de somar a variação da água ao ganho do gelo seco. C e E: invertem o sinal da água. D: soma os módulos em vez de subtrair.
Referência: Segunda lei da termodinâmica; variação de entropia em mudança de fase.
Resolução comentada do VaiConcursos.