A Lista de Termoquimica

1. Qual o volume ocupado por 300 g de dióxido de enxofre a 200°C, sob pressão de 30 bar? Utilize a equação de van der Waals, sendo as constantes a e b do dióxido de enxofre, respectivamente, 0,678 Jm3/mol2 e 5,64x10-5m3/mol. R.: 5,48 L.
2. O volume molar de etano sob pressão de 14, 6 bar e na temperatura de 8°C vale 1,33 L. Qual será o volume molar do acetileno quando apresentar o mesmo desvio de idealidade do etano? Utilize o método do fator de compressibilidade. Dados do etano: pc = 48,7 bar e Tc = 305,4 K.  R.: 1,07 L/mol.
3. Um cilindro provido de um pistão contém um gás sob as seguintes condições:   p = 1 bar, V = 10 L e T = 300 K. a) qual será o volume ocupado pelo gás se ele se expande isotermicamente até ter sua pressão diminuída pela metade? b) qual será a temperatura final se, a partir do estado inicial, o gás se resfriar, a volume constante, até ter sua pressão diminuída à metade da pressão inicial? c) quais serão a temperatura e o volume finais se o gás expandir isotermicamente desde o estado inicial até a pressão de 0,75 bar e depois resfriar a volume constante até a pressão de 0,5 bar? d) quais serão a temperatura e o volume finais se o gás, a partir do estado inicial, sofrer um resfriamento isocórico até 0,75 bar, seguido de uma expansão isotérmica até 0,5 bar? Represente os processos c e d no plano PV. R.: a) 20,0 L; b) 150,0 K; c) 200,0 K e 13,3 L; d) 225,0 K e 15,0 L.
4. As constantes de van der Waals do vapor de água tem os seguintes valores: a = 0,551 J.m3.mol-2 e b = 3,05 x 10-5 m3.mol. Determine o volume ocupado por 2,3 kg de vapor de água a 250⁰ C e sob pressão de 16,2 bar. R.: 330x10-3 m3.
5. O volume molar do gás clorídrico, sob pressão de 49,7 bar e a 80,6°C, é igual a 0,489 x 10-3 m3.mol-1. Quanto vale o volume molar do acetileno em estado correspondente? R.: 0,628 x 10-3.mol-1 (a 36,8 bar e 62,7°C)
6. 300 g de metano são confinados em um reservatório de 300 L de capacidade. Ao se abrir uma válvula, o gás escapa para a atmosfera até sua pressão se igualar a pressão externa. Determine: a) a pressão inicial do metano; b) a massa de metano que restará ao final no reservatório. Considere que o reservatório se encontra a 38°C e que a pressão externa é de 1,0 atm.  R.: a) 1,61x105 Pa; b) 188 g.
7. 9,1 L de CO (medidos nas CNTP) são introduzidos em um reservatório com volume constante de 100 L. Neste mesmo recipiente são introduzidos 26,6 L de H2 (medidos a 25°C e 1,0 bar). A mistura é mantida a 27°C. Qual a pressão resultante? Qual é a densidade desta mistura de gases? R.: 0,368 bar e 0,135 kg/m3.
8. Determine a entalpia de combustão de 1,0m3 de metano (medido em CNTP), a 25°C e sob pressão total de 1,0 bar. Dados: ΔfHo (kJ/mol): dióxido de carbono = -393; vapor d’água = -242; metano = -74,8.
9. As entalpias padrões de combustão do etileno, do etano e do butano valem, respectivamente (em kJ/mol): -1322, -1426 e -2656. A entalpia padrão de hidrogenação do etileno a etano é igual a -137 kJ/mol. Determine o calor da seguinte reação, a 25°C e 1,0 bar:

C4H10 (g) → 2C2H4 (g) + H2 (g)

1. Qual quantidade de calor que se dispõe na combustão isotérmica, a 25°C, de 1,0 mol de acetileno? Quanto valerá esta quantidade se os produtos da combustão atingirem a temperatura de 650°C? Supor a combustão do acetileno com quantidade estequiométrica de oxigênio puro, sob pressão atmosférica. Dados: ΔfHo (kJ/mol): acetileno = 227; dióxido de carbono = -393; vapor d’água = -242. Capacidades caloríficas médias (Cp,m em J/K.mol): vapor d’água = 35,9; dióxido de carbono = 45,1.      
2. Um mol de um gás ideal monoatômico (Cv = 3 cal/K. mol) é comprimido isobárica e reversivelmente de 13,3L até 10,0L enquanto sua temperatura passa de 100 K para 300 K. Calcule ΔU, Q e w para este processo.

12) Três mols de um gás ideal, a 20°C e sob pressão de 3 bar expandem-se isotermicamente contra pressão constante igual a 1,0 bar.

a) Determine a quantidade de calor fornecida ao gás para manter a temperatura constante, imaginando o gás expandindo-se até igualar-se à pressão externa;

b) Determine a pressão final do gás, admitindo que durante a expansão isotérmica lhe são fornecidos 2.700 J de calor.

R. a) 4,87x103 J; b) 1,42 bar.

13) Um mol de gás ideal, a 25°C e sob pressão de 1,01 bar realiza uma expansão em que seu volume duplica. Determinar o trabalho que se pode extrair do gás, considerando a expansão:

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