Tema Central: A questão aborda conceitos fundamentais de termodinâmica, focando nas leis da termodinâmica e suas aplicações em sistemas químicos. A primeira lei trata da conservação de energia, enquanto a segunda lei introduz o conceito de entropia, indicando a direção dos processos espontâneos.

Justificativa para a Alternativa Correta (A): A alternativa A é correta ao descrever o cálculo do trabalho e a variação de entropia durante a expansão isotérmica e reversível de um gás ideal. O trabalho realizado por um gás ideal em uma expansão isotérmica é dado por:

W = nRT ln(Vf/Vi)

Substituindo os valores fornecidos (n = 1 mol, R = 2,0 cal/mol/K, T = 200 K, ln 10 = 2,3), temos:

W = 1 mol × 2,0 cal/mol/K × 200 K × 2,3 = 920 cal

A entropia, sendo uma função de estado, é calculada como:

ΔS = nR ln(Vf/Vi)

Substituindo os valores:

ΔS = 1 mol × 2,0 cal/mol/K × 2,3 = 4,6 cal/K

Portanto, a alternativa A está correta.

Análise das Alternativas Incorretas:

B: A variação da energia livre de Gibbs (ΔG) não foi calculada corretamente. ΔG é determinada por ΔH - TΔS, onde ΔH é a variação de entalpia e TΔS é a variação de entropia multiplicada pela temperatura. Sem informações claras sobre a entropia, esta afirmação está imprecisa.

C: Em um processo reversível, a entropia total do universo não aumenta. De fato, a entropia do sistema pode mudar, mas a entropia do universo permanece constante em processos perfeitamente reversíveis.

D: O trabalho não é uma função de estado. Ele depende do caminho percorrido durante um processo, ao contrário das funções de estado, que dependem apenas dos estados inicial e final.

E: A quantidade de calor absorvida ou liberada à pressão e temperatura constantes mede a variação de entalpia (ΔH), e não a variação da energia livre de Gibbs (ΔG). Esta alternativa confunde conceitos de entalpia e energia livre.

Conclusão: A alternativa A é a única que descreve corretamente o processo de expansão de um gás ideal isotérmico e reversível, de acordo com as leis da termodinâmica.

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PV=nRT >>> W = PV >>> logo>>> W=nRT = 2,3*2*200 = 920 cal . Entropia = S=Q/T = 920/200 = 4,6 cal/K.

Cuidado... o comentário da Marcia está incorreto. A formula correta é  w = n.r.T.ln(vf/vi). Para expansões isotermicas reversiveis. 

w= 1.2.200. ln (100/10). = 1.2.200. 2,3. = 920

w=pdv 

p=nrt/v

w=nrt.dv/v