Lista de Termodinâmica Química

Segunda Lista de exercícios de Físico-Química

Tópico 2 – Termodinâmica

1. Explique o significado das experiências de Joule e Joule-Thomson. O que Joule observaria caso sua aparelhagem fosse mais sensível?
2. Uma amostra de 2,00 mol de um gas perfeito, com Cv,m = (5/2)R, inicialmente a p1= 111 KPa e T1= 277 K é aquecida reversivelmente, até 356 K, a volume constante. Calcular a pressão final (p2), ΔU, q e w.
3. Um pedaço de zinco de 5,0 g é lançado num bécher com ácido clorídrico diluído. Calcule o trabalho feito pelo sistema em consequência da reação. A pressão é de 1,1 atm e a temperatura de 23 oC.
4. Calcular a temperatura final de uma amostra de argônio, com 12,0 g, que se expande reversível e adiabaticamente de 1,0 dm3, a 273,15 K, até 3,0 dm3.
5. Uma amostra de dióxido de carbono, com 2,45 g, a 27 oC, se expande reversível e adiabaticamente de 500 cm3 até 3,00 dm3. Qual o trabalho feito pelo gás?
6. Quando se fornecem 229 J de calor, a pressão constante, a 3,0 mol de Ar, a temperatura da amostra se eleva de 2,55 K. Calcule as capacidades caloríficas molares do gás a pressão constante e a volume constante.
7. Quando se aquecem 3,0 mol de O2, na pressão constante de 3,25 atm, sua temperatura se eleva de 260 K até 285 K. A capacidade calorífica molar do O2, a pressão constante, é 29,4 J/K mol. Calcular q, ΔU e ΔH.
8. Uma amostra de 4,0 mol de O2 está inicialmente confinada num vaso de 20 dm3, a 270 K, e sofre uma expansão adiabática contra uma pressão externa constante de 600 Torr até que o seu volume aumente por um fator de 3,0. Calcular q, w, ΔT, ΔU e ΔH.
9. Dados os valores de ΔH para as reações 1 e 2, calcular o valor de ΔH para a reação 3. (1) H2 + Cl2 → 2 HCl com ΔH= - 184,62 Kj/mol, e (2) 2H2 + O2 → 2H2O com ΔH= - 483,64 Kj/mol.
10.  A compressibilidade isotérmica do cobre, a 293 K, é 7,35 x 10-7 atm-1. Calcule a pressão que deve ser aplicada ao cobre para que sua massa específica aumente de 0,08%.
11.  A organização da vida depende de uma alta organização celular. Esta organização viola a segunda lei da termodinâmica?
12.  Discuta as implicações de qualquer uma das relações de Maxwell.
13.  Para um gas de van der Waals, discuta a dependência de ΠT em função dos parâmetros a e b.
14.  Uma amostra de 3,00 mol de um gas perfeito diatômico, a 200 K, é comprimida reversível e adiabaticamente até sua temperatura chegar a 250 K. Dado que Cv,m = 27,5 J/ K mol, calcular q, w, ΔU, ΔH e ΔS.
15.  Calcular a entalpia e entropia padrão de reação para CO + CH3OH → CH3COOH, a 298 K, a partir dos dados tabelados na seção de dados do Atkins.
16.  Suponha que 3,0 mmol de N2 ocupem 36 cm3 a 300 K e se expandam a 60 cm3. Calcular ΔG para o processo.
17.  Escreva as relações de Maxwell a partir das seguintes equações: dU = TdS-pdV ; dH= TdS + pdV ; dG = Vdp – SdT.
18.  Demonstre que é possível calcular a variação de energia interna de um gas perfeito através apenas de Cv e dT.
19.  Quando 2,00 mol de um gas a 330 K e 3,50 atm é comprimido isotermicamente, a entropia do processo decresce 25,00 J/K. Calcular (a) a pressão final do gas e (b) ΔG para a compressão.

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