Lei da termodinâmica

Disciplina: Físico-química Curso de Farmácia

Professor: Alex de Oliveira

Turma:

Alunos(as):_____________________________________________________________________

1ª Lei da Termodinâmica

Exercícios avaliativos

1. Um peso de 1 Kg cai livremente de uma altura de 10 m. Que quantidade de calor, em calorias e joule, será liberada, quando o peso tocar o chão? Resp. W = 98 J = 23,45 cal

2. Um gás expandindo-se de 10 para 16 litros, contra uma pressão constante de 1 atm, absorve uma quantidade de calor igual a 30 cal. Qual é a variação de energia interna do gás, em Joule e caloria? Resp. ΔE = - 115 cal = -607 J

3. Dois litros de nitrogênio, a 0°C e 5 atm de pressão, expandem-se isotermicamente contra uma pressão constante de 1 atm, até que a pressão do gás seja também de 1 atm. Supondo que o nitrogênio seja um gás ideal, quais os valores de W, ΔE, ΔH e Q para o processo? Rep. W = Q = 193,8 cal = 810 J; ΔE = ΔH = 0

4. Para um determinado gás ideal, Cv = 6,76 cal mol-1 K-1. Se 10 mols de gás são aquecidos de 0°C a 100°C, a 1 atm de pressão, qual será o valor de ΔE, ΔH, W e Q para o processo? Resp. ΔE = 6,76 Kcal = 28,26 KJ; ΔH = 8.747 Kcal = 36, 56 KJ; W = 1,987 Kcal = 8,315 KJ; Q = 8,747 Kcal = 36,575 KJ

5. Três mols de um gás ideal, a 1 atm de pressão e 20°C, são aquecidos a pressão constante, até a temperatura final de 80°C. Para o gás, Cv = 7,50 + 3,2 x 10-3 T, em cal mol-1 K-1. Calcule W, ΔE, ΔH e Q para o processo. Resp. W = 357.66 cal = 1495, 02 J; ΔE = 1536,048 cal = 6420,7 J; ΔH = Q = 1893,71 cal = 7915,7 J.

6. Calcular o trabalho realizado por 5 mols de um gás ideal durante a expansão de 5 atm, a 25°C, até 2 atm, a 50°C, contra uma pressão de 0,5 atm. Se para o gás, Cp = 5,0 cal mol-1 K-1 com R = 2 cal K-1, calcular também ΔE, ΔH e Q para o processo. Resp. W = 506,21 cal = 2115,96 J; ΔE = 375 cal = 1567,5 J; ΔH = 625 cal = 2612,5 J; Q = 881 cal = 3682,6 J

7. Considerando o CO2 como gás ideal, calcular o trabalho realizado por 10 g de CO2, expandindo-se isotermicamente e reversivelmente de um volume de 5 dm3 para 10 dm3, a 27°C. Calcular também ΔE, ΔH para o processo. Resp. W = Q = 94,52 cal = 395,09 J; ΔE = ΔH = 0

8. Calcular W, Q, ΔE e ΔH, quando 100 litros de hélio, nas CNTP, são aquecidos a 100°C em recipiente rígido. Considerar o gás ideal, com Cv = 3/2R. Resp. W = 0; Q = ΔE = 1329 cal = 5556,5 J; ΔH = 2215,5 cal = 9260.8 J

9. 100 g de nitrogênio, a 25°C, são mantidos por meio de um pistão sob 30 atm de pressão. A pressão cai subitamente a 10 atm e o gás expande-se adiabaticamente. Se Cv, para o N2, é igual a 4,95 cal K-1, calcular a temperatura final do gás. Quais os valores de W, Q; ΔE, ΔH para o processo, considerando o gás ideal. Resp. T2 = 241 K;Q = 0; W = 1007 cal = 4209