Calculadora de entropia

Calcule a variação de entropia termodinâmica a partir do calor reversível e da temperatura absoluta.

Variação de entropia a partir do calor
Use a relação isotérmica reversível: a variação de entropia é o calor dividido pela temperatura.

Sobre a calculadora de entropia

A entropia é uma função de estado termodinâmica que descreve como a energia se dispersa entre os arranjos microscópicos acessíveis a um sistema. Em uma transferência reversível de calor a temperatura absoluta constante, a variação de entropia é o calor reversível dividido pela temperatura. Esta calculadora aplica diretamente essa relação. Ela recebe o calor em quilojoules, converte para joules e divide pela temperatura em kelvin para retornar joules por kelvin. O sinal do calor importa. O calor absorvido reversivelmente pelo sistema é positivo e produz uma variação de entropia positiva. O calor liberado pelo sistema é negativo e produz uma variação negativa. Um valor positivo, por si só, não prova que um processo seja espontâneo, pois a espontaneidade depende da variação total de entropia do sistema e da vizinhança. Como alternativa, a temperatura e pressão constantes, a energia livre de Gibbs combina entalpia e entropia no critério conhecido de espontaneidade. Sempre se deve usar a temperatura absoluta no denominador de uma relação termodinâmica. Valores em Celsius não podem ser substituídos diretamente, porque zero grau Celsius não significa energia térmica nula. Converta Celsius para kelvin somando 273.15. A transferência da mesma quantidade de calor causa uma variação de entropia maior em temperaturas mais baixas, pois essa energia representa uma redistribuição relativa maior diante da energia térmica já presente no sistema. A equação simples de calor dividido pela temperatura se aplica exatamente a um caminho reversível isotérmico. No entanto, como a entropia é uma função de estado, muitas vezes é possível avaliar uma transformação real irreversível imaginando um caminho reversível conveniente entre os mesmos estados inicial e final. Processos com temperatura variável exigem integração, frequentemente usando a capacidade térmica e o logaritmo da razão entre as temperaturas final e inicial. Transições de fase na temperatura de equilíbrio são uma aplicação direta comum: divida a entalpia molar de fusão ou vaporização pela temperatura de transição. Use esta ferramenta para estimativas de mudanças de fase, transferências reversíveis com reservatórios térmicos, exercícios e conferências de unidades termodinâmicas. Garanta que calor e entropia se refiram à mesma quantidade de substância, como um mol ou uma amostra inteira. Reações mais complexas podem exigir tabelas de entropia molar padrão, correções de capacidade térmica, termos de mistura ou cálculos separados do sistema e da vizinhança antes de uma conclusão completa.

Exemplos de cálculo de entropia

Calor e temperaturaVariação de entropiaContexto
6.01 kJ a 273.15 K22.00 J/KVariação aproximada de entropia na fusão de um mol de gelo.
10 kJ a 400 K25 J/KCalor reversível positivo entra no sistema.
-5 kJ a 250 K-20 J/KO calor que sai do sistema gera uma variação de entropia negativa nele.

Como calcular a variação de entropia

  1. Identifique o calor reversível transferido para o sistema ou para fora dele.
  2. Informe o calor em quilojoules, usando sinal negativo quando ele sai do sistema.
  3. Converta a temperatura do processo para kelvin e informe o valor.
  4. Selecione Calcular variação de entropia e interprete o sinal e as unidades.

Perguntas frequentes sobre entropia

Por que a temperatura precisa estar em kelvin?

Razões termodinâmicas exigem uma escala absoluta de temperatura. Celsius tem um zero arbitrário e produziria resultados fisicamente incorretos.

A variação de entropia pode ser negativa?

Sim, a entropia de um sistema pode diminuir quando ele libera calor ou se torna mais ordenado. A segunda lei se refere à variação de entropia conjunta do sistema e da vizinhança.

Essa fórmula funciona quando a temperatura varia?

O quociente direto se aplica ao calor reversível transferido em uma única temperatura. Se ela variar, integre o calor reversível dividido pela temperatura ao longo de um caminho adequado.

Qual é a diferença entre entropia e entalpia?

A entalpia representa uma grandeza energética útil a pressão constante, enquanto a entropia descreve a dispersão de energia e os estados acessíveis. A energia livre de Gibbs combina os dois efeitos.

A entropia mede a desordem?

A desordem é uma analogia introdutória útil, mas pode causar equívocos. Uma visão mais precisa relaciona a entropia à dispersão de energia e ao número de estados microscópicos acessíveis.