Termodinâmica

1. Calcular a variação da entropia quando 25 kJ de energia se transferem reversível e isotermicamente como calor, para um bloco de ferro a;

a) 25 °C (91,6 J K – 1)

b) 100 °C (67 J K – 1)

2. Calcular a entropia molar de uma amostra de neônio, mantida a volume constante, a 500 K, sabendo que a entropia, a 298 K, é igual a 146,22 J K -1 (152,6 J K – 1)

3. Uma amostra de 1,0 mol de gás perfeito monoatômico, com Cv,m = 3/2 R, é aquecida de 100°C até 300°c, sob pressão constante. Calcular S do gás (8,92 J K – 1)

4. Calcular S para um gás perfeito monoatômico, quando 3,0 mol deste gás , com Cp,m = 5/2 R, passam do estado a 25°C e 1,00 atm para o estado a 125°C e 5,00 atm. ( – 22,17 J K – 1 )

5. Uma amostra de 3,00 mol de gás perfeito diatômico, a 200 K, é comprimido reversível e adiabaticamente até sua temperatura chegar a 250 K. Dado Cv,m = 27,5 J K – 1 mol -1, calcular q, w, U, H e S

(q = 0; w = U = 4,13 kJ; H = 5,37 kJ; S = 0)

6. Calcular o aumento de entropia quando 1,00 mol de um gás perfeito monoatômico, com Cp,m = 5/2 R é aquecido de 300 K até 600 K, e se expande de 30,0 até 50,0 L (12,91 J K – 1)

7. Um sistema sofre um processo no qual a variação de sua entropia é de

+ 2,42 J K – 1. Durante o processo, 1,00 kJ de calor é fornecido ao sistema, a 500 K. O processo é termodinamicamente reversível? Justifique.

8. Uma amostra de alumínio, com 1,75 Kg de massa, é resfriada a pressão cosntant, de 300 K a 265 K. Considerando a capacidade calorífica molar, à pressão constante, igual a (20,67 + 12,38 x 10 – 3 T) J K – 1 mol – 1 , calcular:

a) a energia removida como calor (– 54,8 J K – 1);

b) a variação da entropia da amostra (– 194 J K – 1 )

9. Uma amostra de metano gasoso, com 25 g de massa, a 250 K e 18,5 atm, expande – se isotermicamente até a pressão de 2,5 atm. Calcular a variação da entropia do gás

(25,96 k K – 1 )

10. Uma amostra de gás perfeito ocupa, inicialmente, um volum e de 15,0 litros, a 250 K e 1,00 atm, e é comprimida isotermicamente. A que volume o gás deve ser comprimido para a sua entropia se reduzir de 5,0 J K – 1 ? (6,60 L)

11. Um sistema é constituído por 2,0 mol de CO2 (g), inicialmente a 25°C e 10 atm, confinado em um cilindro de seção reta uniforme de 10,0 cm2, provido de pistão móvel. O gás se expande adiabaticamente contra a pressão externa de 1,0 atm, até que o pistão se tenha deslocado 20 cm. Admitindo que o CO2 tenha comportamento de gás perfeito, com Cv,m = 28,8 J K – 1, calcular q, w, U, T e S para o processo

(q = 0; w = U = - 20,3 J; T = - 0,35 K; S= + 0,62 J K – 1 )

12. A entalpia de vaporização do clorofórmio (CHCl3) é 29,4 kJ mol – 1, no seu ponto normal de ebulição, 64,1°C. Calcular a entropia de vaporização do benzeno e a variação da entropia nas vizinhanças do sistema

( 87,8 J K – 1 mol – 1; – 87,8 J K – 1 mol – 1 )

13. Calcular a entropia padrão das seguintes reações:

a) 2 CH3CHO (g) + O2 (g)  2 CH3COOH (l) (– 386,10 J K – 1 mol – 1)

b) 2 AgCl (s) + Br2 (l) 2 AgBr (s) + Cl2 (g) ( + 92,7 J K – 1 mol – 1 )

c) Hg (l) + Cl2 (l)  HgCl2 (s) ( – 153,1 J K – 1 mol – 1 )

14. Calcular as variações de entropia do sistema e das vizinhanças e a variação total da entropia, quando uma amostra de 14,0g de nitrogênio gasoso (N2), a 298 K e 1,50 bar , passa do volume de 1,20 litros para