4.1
A termodinâmica da mistura descreve a diminuição da energia de Gibbs durante a mistura espontânea de gases ideais em temperatura e pressão constantes.
Considere dois gases ideais com quantidades nA e nB na mesma temperatura e pressão. Seus potenciais químicos decorrem da energia molar de Gibbs de um gás ideal.
A energia total de Gibbs muda de Gi antes de misturar para Gf após a mistura, com pressões parciais pA e pB.
A energia de Gibbs de mistura é obtida de Gf menos Gi e simplificada usando a relação entre pressão parcial e fração molar de qualquer gás J.
Para um gás ideal, a derivada parcial de G em relação a T em constante p é igual a menos a entropia. Aplicar isso à energia de Gibbs da mistura dá a mudança de entropia da mistura.
Como frações moles são menores que um, os termos logarítmicos são negativos, então a mistura é espontânea, com energia de Gibbs negativa de mistura e entropia positiva de mistura.
A partir de ΔG = δH − TΔS, a entalpia de mistura é zero. Porque as interações diferentes e semelhantes são semelhantes, misturar não altera a entalpia.
A mistura é um fenômeno fascinante em termodinâmica, especialmente ao considerar a energia de Gibbs de uma mistura em temperatura e pressão constantes…
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