Folha de rosto

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Exercícios de Termodinâmica Aplicada – Unidade II

1. O que é uma solução ideal? Apresente exemplos práticos para auxiliar sua resposta.

Na química, uma solução ideal é aquela na qual a entalpia de solução é zero. Todas as forças intermoleculares são iguais, sejam as moléculas semelhantes ou não, onde a variação do volume e o calor de mistura serão zero. Soluções ideais obedecem à lei de Raoult.

Obs: Isto é um fato importante frente às propriedades coligativas; quando calculados, os valores tornam-se mais exatos quanto mais ideal for a solução. Quanto mais próxima de zero for a entalpia de solução, mais "ideal" é a solução (química)

2. O que são propriedades em excesso? Se desejar empregue exemplos práticos para auxiliar sua resposta.

Uma propriedade em excesso é a diferença entre a solução real e uma solução ideal. Uma propriedade em excesso mede o tamanho ou o efeito das interações dos compostos diferentes sobre a propriedade da mistura líquida.

3. Comente sobre uma propriedade parcial molar. Porque devemos utilizá-la quando trabalhamos com misturas?  

4. Um sistema está em ELV a uma pressão de 100mmHg. Para calcular as composições das fases, um engenheiro deseja adotar uma das duas fases como ideais. Tente empregar argumentos físicos para identificar qual escolha produzirá melhores resultados.

Com baixa pressão baixa, a melhor escolha é a fase vapor. Numa baixa pressão as moléculas do vapor estarão distantes uma das outras, as interações serão desprezíveis.

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5.Comente a respeito da regra das fases de Gibbs para misturas em equilíbrio. Exemplifique sua resposta.

Regra das Fases de Gibbs apresenta um critério para a determinação das fases que coexistirão em um sistema em equilíbrio num diagrama de fase. Assim, analisamos quais fatores podem ser alterados (pressão, temperatura, proporções dos compostos, etc) de forma a manter o mesmo tipo de fases.

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6. Comente a respeito das hipóteses utilizadas para a formulação da Lei de Raoult no cálculo do equilíbrio liquido vapor. Em que situações pode-se esperar que tal abordagem forneça bons resultados?

As principais hipóteses para a Lei de Raoult dizem que a fase vapor é um gás ideal e a fase líquida é uma solução ideal. Assim, a primeira hipótese diz que a lei de Raoult pode ser usada apenas em pressões baixas a moderadas, já a segunda, diz que a lei pode ter validade aproximada somente quando as espécies que compõem o sistema são quimicamente semelhantes. 

7. Ao estudar um sistema líquido, foi estabelecido que o comportamento da energia livre de Gibbs em excesso é de acordo com a figura a seguir. Comente as tendências da mistura com a composição. O que o comportamento está indicando a respeito das não idealidades da mistura líquida.

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8. Sejam dois sistemas binários que estão em equilibro liquido vapor em pressão e temperatura próximas à ambiente. Estes sistemas são descritos por diferentes modelos termodinâmicos e os resultados foram comparados com dados experimentais. Para cada um dos sistemas foi calculado um desvio médio absoluto (distância entre o modelo e os experimentos). De acordo com os resultados apresentados na tabela abaixo o que podemos dizer a respeito das características de cada sistema?