DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA METALÚRGICA E DE MATERIAIS

UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ

CENTRO DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA METALÚRGICA E DE MATERIAIS

ATIVIDADE 3 - FÍSICO-QUÍMICA I - 2020_01

1. Dos seguintes dados a 25 oC:

Fe2O3(s) + 3C (grafita) → 2Fe(s) + 3CO(g) ΔHo = 492,6 kJ/mol

FeO(s) + C (grafita) → Fe(s) + CO(g) ΔHo = 155,8 kJ/mol

C (grafita) + O2(g) → CO2(g) ΔHo = - 393,51 kJ/mol

CO(g) + 1/2O2(g) → CO2(g) ΔHo = - 282,98 kJ/mol

calcule a entalpia padrão de formação do FeO(s) e do Fe2O3(s).

2. Dadas as reações abaixo e suas respectivas entalpias padrões

2C2H2(g) + 5O2(g)  4CO2(g) + 2H2O(l) H = - 2598,8 kJ

C(s) + O2(g)  CO2(g) H = - 393,5 kJ

H2(g) + ½O2(g)  H2O(l) H = - 285,8 kJ

Determinar a entalpia padrão de formação de 1 mol do acetileno (C2H2).

3. Uma máquina térmica que opera de acordo com o ciclo de Carnot realiza 2,50 kJ de trabalho por ciclo e tem uma eficiência de 45,0%. Determine w, qq e qf para um ciclo.

4. Depois de 200 g de ouro [Cp(Au) = 0,0313 cal/(g oC)] a 120,0 oC serem derramados em 25,0 g de água [Cp(H2O) = 1,00 cal/(g oC)] a 10 oC, deixa-se o sistema atingir o equilíbrio em um recipiente adiabático. Determine (a) a temperatura final; (b) ΔSAu; (c) ΔSH2O.

5. Uma barra de latão está em contato com um reservatório térmico a 130 oC em um dos extremos e no outro com um reservatório a 24 oC. a) Calcule a variação total de entropia causada pela condução de 1200 cal através da barra. b) A entropia da barra muda durante o processo?

6. Misturam-se, adiabática e isobaricamente, 5 mols de nitrogênio, a 100 oC e 1 bar, com 25 mols de oxigênio, a 0 oC e 1 bar. Determinar a variação de entropia deste sistema, neste processo. Cp,m (N2) = 29,3 J/mol.K, . Cp,m (O2) = 31,4 J/mol.K.

7. O ciclo de Carnot, realizado com um mol de gás ideal, é constituído das seguintes etapas reversíveis: 12-expansão isotérmica; 23-expansão adiabática; 34-compressão isotérmica; 41-compressão adiabática. Determinar o calor e o trabalho em cada etapa do ciclo e as correspondentes variações de U e H do gás. Determinar o rendimento do ciclo. Dados: temperatura da fonte fria: 80 oC; temperatura da fonte quente: 500 oC; entropia absoluta do gás na expansão adiabática: 151 J/mol K; entropia absoluta do gás na compressão adiabática: 112 J/mol K; Cp,m = 29,3 J/mol K