Entropía (Ejercicios Resueltos)

La palabra entropía procede del griego y significa evolución o transformación. En termodinámica se le conoce como la medida del grado de desorden de las partículas que constituyen una sustancia en un sistema.

 

Se designa con la letra S mayúscula. La variación de entropía (ΔS) viene dada por las siguientes expresiones:

ΔS = ∑S productos – ∑S reactantes

ΔS = Q

         T

Dónde:

Q: Energía calórica

T: Temperatura en grados Kelvin

ΔS: Variación de entropía

 

Los resultados de la variación de entropía se pueden interpretar de la siguiente manera:

 

Cuando ΔS > 0 Aumenta el desorden en el sistema

Cuando  ΔS < 0 Disminuye el desorden en el sistema

ΔS = 0 Ciclos infinitesimales (ciclos reversibles)

 

Por ejemplo:

·         Para el proceso N2O (g) + O2 (g) → NO2 (g) a 27 °C, determina:

a)    La variación de entropía de dicha reacción.

b)   Energía calórica

c)    Interprete los signos de ΔS y Q.

 

El primer paso para calcular la variación de entropía es verificar que la reacción química está correctamente balanceada:

 

N2O (g) + 3/2 O2 (g) → 2 NO2 (g)

 

Luego se busca en tablas los valores de entropía de los reactantes y productos involucrados en la reacción química:

S (N2O) = 220,1 J/mol.K

S (O2) = 205,2 J/mol.K

S (NO2) = 240,1 J/mol.K

 

a)    Ahora sustituimos los valores en la siguiente fórmula:

 

ΔS = ∑S productos – ∑S reactantes

 

ΔS = 2x(240,1 J/mol.K) – (220,1J/mol.K) + 3/2x(205,2J/mol.K)

ΔS = 480,2 J/mol.K – 527,9 J/mol.K

ΔS = -47,7 J/mol.K

 

b)    Ahora calculamos el valor de Q  utilizando la siguiente fórmula, la cual se debe despejar:

 

  ΔS = Q

           T

Q= ΔS. T

La temperatura se transforma de °C a K: 27 C° + 273 = 300 K

Q= (-47,7 J/mol.K). 300K

Q = -14310 J/mol

 

C) Finalmente interpretamos los valores obtenidos de ΔS y Q:

o   Como ΔS es negativo quiere decir que hay una disminución de desorden en el sistema

o   Como Q es negativo quiere decir que existe un desprendimiento de energía en el sistema

 

 

Sobre nosotros Mariangel Zapata

Hola bienvenidos a mi blog.  Mi nombre es Mariangel Zapata, tengo 32 años y soy profesora de Química titulada en la Universidad Pedagógica Experimental Libertador en la ciudad de Maturín, Venezuela. Esta web es un proyecto que decidí emprender con la finalidad de fomentar el estudio de la química desde una perspectiva más sencilla, enfocada en la relación ciencia-cotidianidad.

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