LISTA 03

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Centro de Ciências Exatas – Departamento de Química 
Disciplina: Físico-Química (205)– Engenharia Química 
Profª. Daniela Martins Fernandes de Oliveira 
 
Lista de Exercícios – Capítulo 07 
 
 
 
1. A densidade do Al(s) a 20ºC é 2,70 g.cm-3. Calcular o trabalho fornecido ao 
ambiente quando 100 kg de Al são aquecidos de 20ºC a 660ºC a 1 atm de 
pressão. Dados: Al(l)  = 2,38 gcm-3 a 660ºC. Resp: w = -506,62 J 
 
2. Um mol de gás monoatômico em um processo cíclico produz 100 cal/ciclo na 
forma de trabalho. Qual o valor de calor (q) por ciclo? Resp: dU = 0; q = +100 
cal/ciclo 
 
3. Calcular U e H para a mudança de temperatura de 25ºC a 125ºC de 10 
gramas de H2. Dados: Cv=4,91 cal K
-1 mol-1 e Cp=6,90 cal K
-1 mol-1. U=2455 
cal e H=3450 cal 
 
4. Na combustão de 1 mol de benzeno líquido à pressão constante, a 
quantidade de calor liberada foi de 780,08 kcal. Considere T=25ºC. Calcular 
U. Resp: U= -779,19 kcal 
 
5. Um mol de etanol é queimado numa bomba calorimétrica de volume constante 
a 25ºC liberando uma quantidade de calor igual a 325,8 kcal. Calcular H. 
Resp: H = -326,4 kcal 
 
6. Quantas calorias são necessárias para elevar a temperatura de 48 g de O2 de 
10 ºC a 150 ºC: a) a volume constante; b) a pressão constante. Comente seus 
resultados e considere o O2 um gás ideal. Dado: Cp O2(g) = 7,05 cal K
-1 mol-1. 
Resp: a) qv=1060,5 cal b) qp=1480 cal 
 
7. Resolver os exercícios 7.3; 7.4; 7.5; 7.8; 7.9 do Castellan. 
 
8. Calcular o trabalho realizado sobre a vizinhança quando: i) 1 mol de água 
congela a 0 ºC e ii) entra em ebulição a 100 ºC e 1 atm de pressão. Dados: 
H2O (l)= 1 gcm-3 (25ºC); H2O (s)= 0,917 gcm-3 e H2O (g)= 0,5974 gcm-3 ; H2O (l)= 
0,9584 gcm-3 (100ºC). Resp: i) w= -0,165 J ii) w= -1,15 
 
9. Uma amostra de argônio a 1,00 atm de pressão se expande adiabática e 
reversivelmente a 2 vezes seu volume inicial. Calcule sua pressão final. P2 = 
0,3164 atm 
 
10. Com base na equação: 
 
Vemos que Cp é maior que Cv. Comente o significado de cada um dos termos 
relacionados ao excesso de Cp com relação à Cv e explique por que Cp é maior 
que Cv. 
 
11. Demonstre a partir da equação acima, a conclusão de que para o gás ideal Cp-
Cv =R. 
 
pT
Vp
T
V
V
U
pCC 





















+=−
12. Resolver os exercícios: 7.17; 7.18; 7.19; 7.22 Castellan (Muita atenção com 
relação ao sinal de calor e trabalho ao conferir a resposta no livro do Castellan, pois 
adotamos a convenção aquisitiva, oposta à adotada pelo Castellan) 
 
13. Quando 3,0 mol de O2 é aquecido a pressão constante de 3,25 atm, sua 
temperatura aumenta de 260 K para 285 K. Dado a capacidade calorífica do O2 
(g) = 29,37 JK-1mol-1. Considere o O2 como um gás ideal. Calcule q, U e H. 
Resp: qp = H = 2,2 kJ e U = 1,6 kJ 
 
14. Uma amostra de 4,0 mol de O2 é originalmente confinada em 20 L a 270 K e 
então sofre expansão adiabática contra uma pressão de 600 Torr até seu 
volume ter triplicado. Calcule q, w, T, U e H. Dado: Cp O2 (g) = 29,37 JK-
1mol-1.Resp: q = 0; U = w = -3,2 kJ; H = -4,5 kJ; T= -38 K 
 
15. Uma amostra de 1,0 mol de gás ideal com Cp = 20,8 J K-1 está inicialmente a 
3,25 atm e 310K. Esta amostra sofre expansão adiabática e reversível até sua 
pressão alcançar 2,50 atm. Calcular o volume final, a temperatura final e o 
trabalho realizado. Resp: V2= 9,12 L; T2 = 278,2 K e w = -397J 
 
16. A entalpia padrão de reação para a hidrogenação do propeno: 
CH2=CHCH3 (g) + H2 (g) → CH3CH2CH3 (g) é -124 kJ mol-1. A entalpia padrão 
de reação para a combustão do propano é - 2220 kJ mol-1. 
CH3CH2CH3 (g) + 5 O2 (g) → 3 CO2(g) + 4 H2O (l). Calcule a entalpia padrão 
para a combustão do propeno. Resp: H = - 2058 kJmol-1 
 
17. Calcule a entalpia de hidrogenação do benzeno a partir da entalpia de sua 
combustão (-3268 kJmol-1) e da entalpia da combustão do ciclohexano (-3920 
kJmol-1). Resp: H = -205 kJmol-1 
 
18. A entalpia padrão de formação da H2O gasosa, à 298K, é -241,82 kJmol-1. 
Estime seu valor a 100ºC sendo dadas as seguintes capacidades caloríficas 
molares, a pressão constante: H2O(g) = 33,58 JK-1mol-1; H2(g)=28,84 JK-1mol-1; 
O2(g)=29,37 JK-1mol-1. Admita que as capacidades caloríficas sejam 
independentes da temperatura. Resp: H2(g) + ½ O2 (g) → H2O (g) 
Cpº = -9,94 JK-1mol-1 e HºH2O(373 K) = -242,6 kJ/mol. 
 
19. A variação de energia interna quando 1 mol de CaCO3, na forma de calcita, se 
converte em aragonita, é +0,21 kJ. Calcule a diferença entre a variação de 
entalpia e a variação de energia interna quando a pressão é de 1 atm, sabendo 
que a densidade da calcita é de 2,71 gcm-3 e da aragonita é de 2,93 gcm-3. 
Resp: H-U= -0,3 J. 
 
20. Para a reação envolvendo gases a 298 K: 2 H2(g) + O2 (g) → 2 H2O (l), calcule 
a diferença entre as variações de entalpia e energia interna. 
Resp: H-U=-7,4k J. 
 
21. Aquece-se um dado volume de água, sob pressão de 1 atm, até a ebulição. 
Nesse momento, uma corrente elétrica de 0,50 A, gerada por uma fonte de 12 
Volts, passa durante 300 s por um resistor em contato térmico com a água em 
ebulição. Observa-se que há a vaporização de 0,798g de água. Calcule as 
variações de energia interna molar e entalpia molar da água no ponto de 
ebulição. Comente seus resultados. Resp: H= +41 kJ/mol e U= + 38 
kJ/mol. Como calor foi fornecido ao sistema, H e U são positivos. 
Nesse caso, vemos que H  U pois parte do calor fornecido à P cte foi 
usado para deslocar a atmosfera das vizinhanças abrindo espaço para o 
vapor. 
 
22. A entalpia molar de vaporização do benzeno, no seu ponto de ebulição (353,25 
K), é 30,8 kJ/mol. Qual a variação da energia interna molar na sua 
vaporização? Durante quanto tempo deve circular uma corrente de 0,50 A, 
gerada por uma fonte de 12 volts, para vaporizar 10g de amostra? Resp: U= 
+27,9 kJ/mol e t=667 s 
 
23. Calcule a temperatura final, o trabalho realizado e a variação de energia 
interna, na expansão adiabática reversível de 0,02 mol de argônio, de 0,50 dm3 
até 1,00 dm3, sendo 25ºC a temperatura inicial. 
Resp: T2= 188 K e w = U = -27J 
 
24. Calcule a pressão final de uma amostra de argônio a 100 kPa que se expande 
reversível e adiabaticamente até duplicar seu volume inicial. Se a duplicação 
de volume fosse isotérmica, qual seria a pressão final? Resp: Na expansão 
adiabática P2= 31,6 kPa. Se fosse isotérmica, P2 = 50 kPa.