Pregunta 1 · Química Física I UB Juny 2024

Pregunta 1 [8 punts]. Entropia d'escalfament i canvis d'estat de l'aigua

Es produeix l'escalfament isobàric d'1 mol de gel d'aigua des de 273 K i 1 atm de pressió fins a transformar-lo completament en vapor a 373 K.

Determineu l'increment net d'entropia associat a tot el procés i argumenteu físicament el signe obtingut.

Dades:

Calor de fusió ($273\text{ K}$, $1\text{ atm}$): $\Delta h_{\mathrm{fus}} = 79{,}7\text{ cal}\cdot\text{g}^{-1}$

Calor de vaporització ($373\text{ K}$, $1\text{ atm}$): $\Delta h_{\mathrm{vap}} = 539{,}4\text{ cal}\cdot\text{g}^{-1}$

Capacitats calorífiques a pressió constant ($C_p$):

Aigua sòlida: $0{,}48\text{ cal}\cdot\text{g}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}$

Aigua líquida: $1{,}00\text{ cal}\cdot\text{g}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}$

Vapor d'aigua: $0{,}49\text{ cal}\cdot\text{g}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}$

Massa molar de l'aigua: $M = 18{,}0\text{ g}\cdot\text{mol}^{-1}$