Um dispositivo utiliza radiação solar para quantificar variações em propriedades termodinâmicas. Este dispositivo é composto por uma lente convergente e por um porta-amostras. A lente possui área útil de 80 cm2\pu{80 cm2}, 20%20\% de absortividade e 80%80\% transmissividade. O porta-amostras possui 100%100\% absortividade e volume variável, operando à pressão constante de 1 atm.

Em um procedimento experimental, injetou-se 0,1 mol\pu{0,1 mol} de uma substância pura líquida no porta-amostras do dispositivo. Em seguida, mediu-se um tempo de 15 min\pu{15 min} para a vaporização total da amostra, durante o qual a irradiação solar permaneceu constante e igual a 750 W ⋅ m2\pu{750 W.m2}. Nesse processo, a temperatura do porta-amostras estabilizou-se em 351 K\pu{351 K}.

Assinale a alternativa que mais se aproxima da entropia padrão de vaporização do líquido.

Gabarito 3B.15

Cálculo da quantidade total de calor fornecido em 15 minutos: (750 J s−1 m−2)⏟irradiac¸a˜o(80⋅10−4 m2)⏟aˊrea da lente(900 s)⏟tempo(0,8)⏟transm. lente\underbrace{(\pu{750 J s-1 m-2})}_\text{irradiação}\underbrace{(\pu{80e-4 m2})}_\text{área da lente}\underbrace{(\pu{900 s})}_\text{tempo}\underbrace{(\pu{0,8})}_\text{transm. lente} Q=4320 J\ce{Q }=\pu{4320 J} Como a absortividade do porta amostras é 100%, todo calor que atravessa a lente é absorvido por ele. Como temos uma substância pura, sua vaporização ocorre a uma temperatura constante, então para calcular a entropia molar basta fazer: ΔSXmolar =Qn T\ce{\Delta S_{molar} =\frac{Q}{nT}} ΔSXmolar=4320 J(0,1 mol)(351 K)\ce{\Delta S_{molar}}=\frac{\pu{4320 J}}{(\pu{0,1 mol})(\pu{351 K})} ΔSXmolar=123 J K−1 mol−1\ce{\Delta S_{molar}}=\pu{123 J K-1 mol-1}