Termodinâmica: conceitos e aplicações

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10/05/2022 13:51 Avaliação II - Individual
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GABARITO | Avaliação II - Individual (Cod.:741095)
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Prova 47344714
Qtd. de Questões 10
Acertos/Erros 9/1
Nota 9,00
A energia livre de Gibbs mede a espontaneidade, ou seja, verifica a
variação de entropia. Considerando que a reação do nitrato de amônio ocorre
espontaneamente em água, classifique V para as sentenças verdadeiras e F
para as falsas. Em seguida, assinale a alternativa que apresenta a sequência
CORRETA:
A F - F - F - V.
B F - F - V - V.
C V - V - V - V.
D V - F - V - F.
Calor pode ser definido como a transferência de energia térmica
ocasionada pelo movimento desordenado de átomos, íons ou moléculas,
provocada por uma diferença na temperatura. Com base nos conceitos
termodinâmicos sobre calor, levando em consideração o calor fornecido a
uma chaleira de cobre de 500 g que contém 400 g de água em aquecimento,
partindo de uma temperatura inicial de 22 °C até sua temperatura de
ebulição, analise as sentenças a seguir: Considere os dados: Cs Cobre: 0,38 J.
(°C)-1.g-1; Cs Água(l): 4,184 J.(°C)-1.g-1 e Cs Água(vapor): 2,01 J.(°C)-1.g-
1. I- A variação de temperatura é de 78 °C. II- O calor será de Q = 14820 J.
III- O calor será de Q = 11,86 KJ Assinale a alternativa CORRETA:
A As sentenças II e III estão corretas.
B Somente a sentença I está correta.
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A Alterar modo de visualização
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C Somente a sentença II está correta.
D As sentenças I e II estão corretas.
A primeira lei da termodinâmica diz que em um sistema isolado a
energia interna será constante. A energia interna é armazenada em um
sistema na forma de energia cinética e potencial, oriunda do movimento das
moléculas e que alterações na energia interna de um sistema será
consequência da transferência de energia através do trabalho ou calor. Sendo
assim, levando em consideração a variação de energia interna de uma
amostra de gás que recebe 524 KJ de energia na forma de calor ao ser
aquecida dentro de um cilindro, sendo que, ao mesmo tempo, o gás é
comprimido por um pistão que realiza 340 KJ de trabalho, classifique V para
as sentenças verdadeiras e F para as falsas: ( ) A variação de energia interna
será de + 864 KJ. ( ) O sistema recebe energia na forma de calor, logo, q = +
524 KJ. ( ) Energia é transferida para o sistema na forma de trabalho, logo, w
= + 340 KJ. ( ) A variação de energia interna será de - 864 KJ. Assinale a
alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A V - V - V - F.
B F - F - F - V.
C F - V - V - V.
D V - F - F - V.
Os estudos referentes à entropia levaram a deduções com relação a um
estado da matéria ordenado, dando origem à terceira lei da termodinâmica.
Com relação a essa lei, avalie as asserções a seguir e a relação proposta entre
elas: I- Quando a temperatura é igual a zero, a entropia de um cristal perfeito
é igual a zero. PORQUE II- Nesta temperatura, o movimento dos átomos
desaparece e não se percebe nenhuma desordem térmica, ou seja, a matéria
está perfeitamente ordenada. Assinale a alternativa CORRETA:
A As duas asserções são proposições falsas.
B As duas asserções são proposições verdadeiras, e a segunda é umajustificativa correta da primeira.
C A primeira asserção é uma proposição verdadeira, e a segunda, umaproposição falsa.
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D
As duas asserções são proposições verdadeiras, mas a segunda não é uma
justificativa correta da primeira.
Ao enchermos um balão, o gás expande-se no seu interior empurrando o
ar atmosférico, promovendo uma variação do seu volume, logo, realiza
trabalho de expansão. Entretanto, o trabalho de expansão depende de como
ocorre a interação entre o sistema e sua vizinhança. Sendo assim, calcule o
trabalho realizado por um gás que se expande 5 L contra uma pressão
constante de 0,25 atm e avalie as asserções a seguir e a relação proposta entre
elas: I- O trabalho apresentará um valor negativo de w = - 126,65 J.
PORQUE II- A energia interna diminuiu w = - 126,65 Jquando o gás se
expandiu. Considere que 1 L.atm = 101.325 J Assinale a alternativa
CORRETA:
A As duas asserções são proposições verdadeiras, e a segunda é umajustificativa correta da primeira.
B As duas asserções são proposições verdadeiras, mas a segunda não é umajustificativa correta da primeira.
C Tanto a primeira quanto a segunda asserção são proposições falsas.
D A primeira asserção é uma proposição verdadeira, e a segunda, umaproposição falsa.
A entalpia pode ser descrita como uma importante ferramenta para
acompanhar e explicar os efeitos das variações de volume ocasionadas por
trocas de calor sob pressão constante, não podendo ser confundida com a
energia interna, que mede a energia de um sistema. Portanto, levando em
consideração a equação termoquímica apresentada, classifique V para as
sentenças verdadeiras e F para as falsas: Considere que a reação ocorre em
um calorímetro em pressão constante e sua temperatura aumenta 16 °C,
sendo que 0,110 g de benzeno queima em excesso de oxigênio. Considere
que a capacidade calorífica é 551 J.(°C)-1 e a MM C6H6: 78,12 g.mol-1. 2
C6H6 (l) + O2 (g) --> CO2 (g) + H2O (l) ( ) A variação de entalpia será
negativa (-), pois é uma reação exotérmica. ( ) Para calcular o calor
transferido para o calorímetro utiliza-se a expressão: q = C deltaT ( ) É
necessário considerar o coeficiente estequiométrico do benzeno para calcular
a variação de entalpia. ( ) Para calcular a quantidade de benzeno (n) que
reage é necessário dividir mC6H6/MMC6H6. Assinale a alternativa que
apresenta a sequência CORRETA:
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A V - V - V - V.
B F - F - F - F.
C V - F - F - V.
D F - F - V - V.
A segunda lei da termodinâmica auxilia na compreensão do porquê
algumas reações ocorrem espontaneamente e outras não, ou seja, uma
transformação espontânea ou natural pode ser explicada pela tendência da
energia a se tornarem desordenadas. Em termodinâmica, esse conceito é
medido através da entropia. Portanto, levando em consideração o cálculo da
variação de entropia de 5,25 mols de um gás ideal em uma expansão
isotérmica reversível de 24 L até 34 L, classifique V para as sentenças
verdadeiras e F para as falsas: Considere R: 8,3145 J.K-1.mol-1. ( )
Expansão isotérmica ocorre em pressão constante. ( ) DeltaS diminuiu, pois
trata-se de uma expansão. ( ) Deve-se usar a seguinte equação: DeltaS = nRT
ln P2/P1. ( ) A variação de entropia será DeltaS = 15,31 J.K-1. Assinale a
alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A V - F - F - V.
B V - V - V - F.
C F - V - V - V.
D F - F - F - V.
A entropia explica o porquê de algumas reações ocorrerem naturalmente
e outras não, mostrando a tendência desordenada da energia e da matéria. Já
a terceira lei da termodinâmica estuda um estado perfeitamente ordenado da
matéria, ou seja, em que a entropia se aproxima de zero quando a
temperatura também se aproxima de zero, essa condição pode ser encontrada
nos cristais perfeitos. Sendo assim, para o cálculo da entropia padrão de
reação para a seguinte reação: 4 KClO3 (s) --> 3 KClO4 (s) + KCl (s), avalie
as asserções a seguir e a relação proposta entre elas: Dados: Sm° KClO3:
143,1 J.K-1.mol-1; Sm° KClO4: 151 J.K-1.mol-1; Sm° KCl: 82,59 J.K-
1.mol-1. I- A entropia padrão de reação será deltarS° = - 36,8 J.K-1.mol-1.
PORQUE II- A equação a ser utilizada é: deltarS° = sigma nSm° (produtos) -
sigma nSm° (reagentes). Assinale a alternativa CORRETA:
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A
As duas asserções são proposições verdadeiras, e a segunda é uma
justificativa correta da primeira.
B As duas asserções são proposições verdadeiras, mas a segunda não é umajustificativa correta da primeira.
C Tanto a primeira quanto a segunda asserção são proposições falsas.
D A primeira asserção é uma proposição verdadeira, e a segunda, umaproposição falsa.
O trabalho em termodinâmica pode ser explicado, por exemplo, como a
reação que ocorre em uma bateriaao gerar corrente elétrica em um circuito,
ou seja, é um movimento contra uma força. Levando em consideração o
trabalho necessário para um maratonista de 65 kg correr em uma pista onde a
variação de altura é de 3,5 m, analise as sentenças a seguir: I- A fórmula para
calcular o trabalho é w = deltah X m X g. II- O trabalho será de w = 2229,5
kg.m2. s-2. III- O trabalho será de w = 2229,5 J. Assinale a alternativa
CORRETA:
A Somente a sentença I está correta.
B As sentenças I, II e III estão corretas.
C Somente a sentença III está correta.
D Somente a sentença II está correta.
Muitas reações biológicas são acompanhadas pela variação de entropia e
energia livre de Gibbs. Essa energia é proveniente da luz solar e dos
alimentos que ingerimos. Por exemplo, a reação metabólica para o
armazenamento e uso de energia nos sistemas vivos envolve a variação de
energia livre de Gibbs de aproximadamente - 30 kJ para a hidrólise de 1 mol
de ATP até ADP. Sendo assim, considere as reações do processo de
fosforilação oxidativa a seguir: (1) ADP3- (aq) + HPO42- (aq) + H+ (aq) -->
ATP4- (aq) + H2O (l) deltaG = + 30,5 kJ (2) NADH (aq) --> NAD+ (aq) +
H+ (aq) + 2 e- deltaG = - 158,3 kJ (3) 1/2 O2 (g) + 2 H+ (aq) + 2 e- --> H2O
(l) deltaG = - 61,9 kJ Qual a quantidade (em mols) de ATP formada se toda a
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energia livre de Gibbs liberada na oxidação de 3 mols de NADH for usada
para gerar ATP?
A 11,4 mols.
B 1,0 mol.
C 21,8 mols.
D 9,1 mols.
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