A Lei da Termodinâmica Exercícios Avaliativos

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Disciplina: Físico Química I	Curso de Química	Nota
Professor: Alex de Oliveira	Turma:
Alunos(as):jose jovino santos da silva

1ª Lei da Termodinâmica Exercícios avaliativos

1. Identifique os seguintes sistemas como abertos, fechados e isolados:

1. Café em uma garrafa térmica de ótima qualidade; Isolado
2. Liquido refrigerante na serpentina da geladeira; fechado
3. Um calorímetro de bomba no qual o benzeno é queimado; fechado
4. Gasolina queimando em um motor de automóvel;aberto
5. Mercúrio em um termômetro;fechado
6. Uma planta viva; aberta

1. Como se sabe a energia interna de um sistema é uma função de estado logo também é uma propriedade de extensão, dito isso:

1. Descreva três maneiras de aumentar a energia interna de um sistema aberto.

Aumentando a temperatura do sistema através de transferência de calor é possível aumentar a energia interna do sistema.Um segundo modo é realizar trabalho sobre o sistema, desta forma podemos aumentar a energia.Por fim, adicionando massa ao sistema também é possível aumentar a energia interna.

1. Quais desses métodos você poderia usar para aumentar a energia interna de um sistema fechado? Aquecendo o sistema
2. Quais desses métodos, se for o caso, você poderia usar para aumentar a energia interna de um sistema fechado isolado?

1. Em um processo adiabático, não ocorre transferência de energia na forma de calor. Diga se cada uma das declarações seguintes sobre um processo adiabático em um sistema fechado é sempre verdadeira, sempre falsa, ou verdadeira sob certas condições (especifique-as):

a) ∆𝑈 = 0 se o trabalho tambem for zero

b) 𝑞 = 0 verdadeiro

c) 𝑞 < 0 falso

d) ∆𝑈 = 𝑞 verdadeiro, quando nenhum trabalho e relazido em um sistema adiabtico a energia interna dpo sistema e zero, logo  igual a trasnferencia de calor que nesse caso é zero

e) ∆𝑈 = 𝑤verdadeiro

1. Como base em seus conhecimentos, diga se cada uma das declarações seguintes sobre um processo em um sistema fechado a volume constante é sempre verdadeira, sempre falsa, ou verdadeira sob certas condições (especifique-as):

a) ∆𝑈 = 0 somente quando nao a trocar de calor

b) 𝑤 = 0 verdade

c) 𝑤 < 0  falso

d) ∆𝑈 = 𝑞 verdadeiro

e) ∆𝑈 = 𝑤 falso

1. Um animal de laboratório se exercita em um moinho ligado a um objeto de massa igual a 275 g por uma roldana. O trabalho executado pelo animal elevou o objeto até 1.01 m. Ao mesmo tempo, o animal perdeu 7.8 J de energia na forma de calor.

1. Não levando em conta outras perdas e tratando o animal como um sistema fechado, qual foi a variação de energia interna do animal?

1. Qual seria a variação de energia interna se o experimento fosse realizado em estação espacial com gravidade zero e não na terra?

1. Um gás expandindo-se de 10 para 16 litros, contra uma pressão constante de 1.0 atm, absorve uma quantidade de calor igual a 30 cal. Qual é a variação de energia interna do gás e trabalho realizado pelo sistema, em Joule e caloria?

1. Dois litros de nitrogênio, a 0°C e 5.0 atm de pressão, expandem-se isotermicamente contra uma pressão constante de 1.0 atm, até que a pressão do gás seja também de 1.0 atm. Supondo que o nitrogênio seja um gás ideal, quais os valores de W, ΔU, ΔH e Q para o processo?

1. 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 1.0 atm de pressão, qual será o valor de ΔU, ΔH, W e Q para o processo? Utilize R = 2 cal K-1 mol-1.

1. 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 e R = 2 cal K-1 mol-1, calcular também ΔU, ΔH e Q para o processo.

1. Um mol de um gás ideal é mantido sob pressão constante, Pext = p = 200 kPa. A temperatura é variada de 100 °C para 25 °C. Sendo 𝐶𝑉,𝑚 = 3/2 𝑅, calcule 𝑤, 𝑞, ∆𝑈 e ∆𝐻.

1. 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 ΔU, ΔH para o processo.

1. Calcular W, Q, ΔU e ΔH, quando 100 litros de hélio, nas CNTP, são aquecidos a 100 °C em recipiente rígido. Considerar o gás como ideal, com Cv = 3/2R.

1. 100 g de nitrogênio são mantidos por meio de um pistão sob 30 atm de pressão a 25 °C. A pressão cai subitamente para 10 atm e o gás expande-se adiabaticamente. Se Cv, para o N2, é igual a 4.95 cal K-1 mol-1. Quais os valores da temperatura final do gás e W, Q; ΔU, ΔH para o processo, considerando o gás como ideal. Considere 𝑅 = 2 cal K−1mol−1.

1. Em uma experiência, foram misturados em um calorímetro 100 cm3 de acetato de sódio 0,5 mol L- 1, com 100 cm3 de NaOH 0,5 mol L-1. A temperatura elevou-se de 25 para 27.55°C. A capacidade efetiva do calorímetro é 36 cal K-1. O calor especifico de uma solução 0.25 mol L-1 de acetato de sódio é 0.963 cal K-1 g-1 e sua densidade, 1.034 g cm-3. Calcular o calor de neutralização do ΔH do ácido acético por mol.
2. Considerando os gases com comportamento ideal, calcular os valores de ΔU°298K para SO3(g), H2O(g) e HCl(g). (Dados ∆𝐻0 = −94.45 kcal mol−1, ∆𝐻0 = −57.80 kcal mol−1,

𝑓𝑆𝑂 3

∆𝐻0        = −22.063 kcal mol−1).[pic 4]

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𝑓𝐻2𝑂

1. A partir dos calores de formação ΔH(CH4) = -17865 cal; ΔH(C2H6) = -20190 cal; ΔH(n-C4H10) = - 29715 cal; ΔH(iso-C4H10) = - 31350 cal, calcular o ΔH°298K para as seguintes reações de craqueamento:

a) C2H6 + H2→ 2CH4;

b) n-C4H10 + 3H2→ 4CH4;

c) iso-C4H10 + 3H2→ 4CH4

1. Quando o carbureto de tungstênio é queimado com excesso de oxigênio em uma bomba calorimétrica, encontra-se ΔU(300 K) = 284.76 Kcal mol-1 para a seguinte reação:

WC(s) + 5/2 O2(g) →WO3(s) + CO2(g)

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