Pregunta 1 · Química Bàsica Ii UB 2014

Dades d'utilitat general:

$R = 0{,}08206\text{ atm}\cdot\text{L}\cdot\text{K}^{-1}\cdot\text{mol}^{-1} = 0{,}08314\text{ bar}\cdot\text{L}\cdot\text{K}^{-1}\cdot\text{mol}^{-1} = 8{,}314\text{ J}\cdot\text{K}^{-1}\cdot\text{mol}^{-1}$

$1\text{ atm} = 760\text{ Torr} = 1{,}013\text{ bar}$

$F = 96485\text{ C}\cdot\text{mol}^{-1}$

$0\text{ }^\circ\text{C} = 273{,}15\text{ K}$

Pregunta 1 (10 punts). Variació d'entropia en l'escalfament i canvi de fase de l'aigua

Es disposa d'un sistema format per 27,0 g d'aigua inicialment a 90,0 °C, el qual s'escalfa de manera reversible sota una pressió constant d'1 atm fins a atènyer 115,0 °C.

Dades:

$c_p(\mathrm{H_2O(l)}) = 4,18\text{ kJ}\cdot\text{kg}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}$; $c_p(\mathrm{H_2O(g)}) = 2,00\text{ kJ}\cdot\text{kg}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}$; $\Delta_{\text{vap}}H^\circ(\mathrm{H_2O(l)}) = 2259\text{ J}\cdot\text{g}^{-1}$ (a 100 °C, o corregible per Kirchhoff).

a.

Determineu la variació d'entropia que experimenta el sistema en aquest procés.

b.

Dibuixeu un gràfic esquemàtic aproximat de com evoluciona l'entropia del sistema ($S$) en funció de la temperatura ($T$) al llarg de l'escalfament.

c.

Justifiqueu de quina manera canviaria el valor calculat a l'apartat 1.1 si la transformació s'hagués dut a terme mitjançant un camí irreversible.