Atividades Praticas - Fenomenos termoquimicos - Zanini

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Aluna: Graziella Zanini 
Matricula: 01525419 
Curso: Engenharia elétrica 
 
 
 
 
 
 
 
 
ATIVIDADES PRÁTICAS 
FENÔMENOS TERMOQUÍMICOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
AUTOR: PROF. DR. IURY SOUSA E SILVA 
 
2023 
 
 
MANUAL DE AULA PRÁTICA 
 
DISCIPLINA 
FENÔMENOS 
TERMOQUÍMICOS 
 
 
Aluna: Graziella Zanini 
Matricula: 01525419 
Curso: Engenharia elétrica 
 
ATIVIDADE PRÁTICA 1: PROCESSO TÉRMICO DO AR 
 
Objetivo: 
- Entender os processos térmicos envolvendo ar 
- Entender a classificação dos processos térmicos 
 
Materiais Utilizados 
 Bola de soprar (bexiga, balão de festa, balão de borracha de festa) 
 Garrafa de plástico (500 ml) 
 Recipiente com água quente 
 Recipiente com água fria 
 
Etapas Experimentais 
 Adicionar a bola de soprar na boca da garrafa de 500 ml; 
 Colocar a garrafa com a bola de soprar no recipiente com água quente e esperar pelo menos 
1 min; 
 Retirar a garrafa do recipiente quente; 
 Colocar a garrafa com a bola de soprar no recipiente com água fria e esperar pelo menos 1 
min. 
 
Dados para Relatório 
 
Quando colocamos a garrafa em uma vasilha com água quente, o balão irá encher. Isso acontece 
porque quando a temperatura aumenta, a energia cinética das moléculas do gás fica maior e a 
velocidade com que elas se movimentam também aumenta. Isso acontece porque quando a 
temperatura aumenta, a energia cinética das moléculas do gás fica maior e a velocidade com que 
elas se movimentam também aumenta. 
 
 O que acontece quando colocamos a garrafa no recipiente com água quente e esperamos um 
certo tempo? 
Resposta: 
Quando a garrafa é colocada na água quente, a bexiga começa e encher-se. É que, ao 
esquentar, o ar ocupa mais espaço, pois suas partículas ficam mais agitadas, e a bexiga se 
enche. 
 
 O que acontece quando colocamos a garrafa no recipiente frio depois de ser retirado do 
recipiente quente e esperamos um certo tempo? 
Resposta: 
Na água gelada, a bexiga murcha. 
 
 
 
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FENÔMENOS 
TERMOQUÍMICOS 
 
 
 Em qual dos processos está sendo adicionado calor? Em qual dos processos está sendo 
retirado calor? Por quê? 
Resposta: 
Ao esquentar, o ar ocupa mais espaço, pois suas partículas ficam mais agitadas, e a bexiga 
se enche. Assim que as partículas de ar esfriam, passam a se mover menos, e o ar ocupa 
menos espaço. Então, a bexiga murcha. 
 
 O processo desenvolvido no experimento é classificado como isotérmico, isobárico, 
isovolumétrico, isoentrópico ou isoentálpico? Por quê? 
Resposta: 
Ocorre uma transformação isobárica, que ocorre quando uma massa fixa de determinado gás 
sofre variação no volume e na temperatura, mas a pressão mantém-se constante. 
 
Fotos do experimento 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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FENÔMENOS 
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ATIVIDADE PRÁTICA 2: APLICAÇÃO DA 1ª LEI DA TERMODINÂMICA EM UM PROCESSO 
ISOBÁRICO 
 
Objetivo: 
 Entender os conceitos de calor, energia interna e trabalho 
 Aplicar o conceito da primeira lei da termodinâmica em um sistema de estudo 
 Estudar a influência de um processo isobárico nas variáveis de temperatura e pressão 
 
Materiais necessários: 
 Garrafa de plástico (500 ml) com tampa 
 Água fervendo 
 Recipiente com água fria 
 Luva térmica 
 
Etapas Experimentais 
 Adicione 250 ml da água fervente na garrafa de plástico (Atenção, é importante usar a luva 
para não se queimar) 
 Agite a garrafa com a água fervente para homogeneizar a temperatura e o vapor de água na 
garrafa 
 Retire a água fervente da garrafa e imediatamente tampe-a (para o experimento, o vapor de 
água contido na garrafa é importante para o desenvolvimento do teste) 
 Adicione a garrafa de plástico fechada ao recipiente com água fria para que ele troque calor 
 Deixar a garrafa plástica realmente submersa no recipiente de água fria para que a troca de 
calor ser efetiva 
 Observar o processo que aconteceu, tirando foto do antes e o do depois da garrafa plástica 
 
Análise do Sistema: 
 
Quando fechamos a garrafa, isolamos o vapor d’água, de temperatura maior que a do ar 
atmosférico, dentro da garrafa. Como o ar está quente internamente, a agitação das moléculas 
é grande e, por consequência dessa agitação, elas precisam de maior volume. 
 
Ao colocarmos a garrafa em contato com a água fria, houve troca de calor, o vapor interno esfriou, 
diminuindo a temperatura e a pressão interna. Com a diminuição da pressão interna, a pressão 
externa ficou maior, e atuou na garrafa, esmagando-a pelo fato de haver diferença de pressão. 
 
 O sistema em análise é considerado aberto ou fechado? 
Resposta: 
Fechado 
 
 O que aconteceu com a temperatura interna antes e depois de ter adicionado a garrafa em 
um recipiente com água fria? 
Resposta: 
Ao colocarmos a garrafa em contato com a água fria, houve troca de calor, o vapor interno 
esfriou, diminuindo a temperatura e a pressão interna. 
 
 
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FENÔMENOS 
TERMOQUÍMICOS 
 
 
 
 O que aconteceu com o volume da garrafa antes e depois de ter adicionado em um recipiente 
com água fria? 
Resposta: 
Ao se fechar a garrafa, aprisiona-se em seu interior ar/vapor d'água a uma temperatura bem 
maior que aquela do ar atmosférico. A massa gasosa aprisionada é rarefeita, mas, devido à 
sua temperatura, a agitação molecular é grande e a sua pressão, no momento do 
aprisionamento, era igual à atmosférica. 
 
Uma vez vedada a garrafa e em contato com água fria, devido às trocas de calor, a 
temperatura da massa gasosa resfria-se rapidamente e sua pressão diminui, tornando-se bem 
menor que a da atmosfera. Surge, então, uma diferença de pressão: a pressão atmosférica - 
de fora para dentro - é maior que a pressão da massa gasosa (já fria), que atua de dentro 
para fora, sobre a superfície de plástico. 
 
 Por que o processo que aconteceu pode ser considerado isobárico? 
Resposta: 
Porque a energia interna do sistema fechado é a soma do calor mais trabalho. 
 
Análise do Energia do sistema: 
 Calor foi adicionado ou retirado do sistema? 
Resposta: 
O calor foi adicionado 
 
 O que aconteceu com a energia interna do sistema? 
Resposta: 
A energia total do sistema se mantém constante. 
 
 Houve trabalho no sistema? 
Resposta: 
Sim. 
 
 Demonstre através da fórmula ΔU=Q-W o que aconteceu no sistema 
Resposta: 
ΔU=Q-t=ΔT=0=ΔU=0 
 
 Assumindo o vapor de água um gás ideal, o volume inicial ocupado pelo gás igual a 500 ml e 
uma temperatura de 100°C (temperatura de ebulição da ´água), mantendo a pressão 
atmosférica a 1 atm., e a temperatura final do gás for a temperatura ambiente de onde você 
mora, qual o volume final ocupado pelo gás na garrafa? Observação: as unidades de 
temperatura devem estar em unidade absoluta, ou seja, em Kelvin 
Resposta: 
Na transformação a pressão do gás se mantém constante e os valores do volume e 
temperatura mudam, então o volume e proporcional a temperatura. 
 
 
 
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FENÔMENOS 
TERMOQUÍMICOS 
 
 
V1 = 500 V2 = 140 
 
T1 = 100 T2=28 (em Votorantim-SP) 
 
P1 = 1 P2 = 1 
 
V1/T/1=V2/T2 >> 500/100=V2/28 >> 100V2=14000 >> V2=140 
 
 O valor obtido do volume final calculado está de acordo com o que aconteceu com o 
experimento? 
Resposta: 
Sim, no experimento o volume também diminuiu igual ao volume final obtido na questão 
anterior, porque temos a realização de trabalho. 
 
Fotos da atividade 
 
 
 
 
 
 
 
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ATIVIDADE PRÁTICA 3: INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA EM DIFERENTES PROCESSOS 
Objetivo: 
Perceber a influência da temperatura em diferentes processos 
Perceber a influência da área de contato em diferentes processos 
 
Materiais necessários: 
Parte 1: 
3 comprimidos de antiácido efervescente;600 ml de água (200 ml de água fervente, 200 ml água na temperatura ambiente e 200 ml água 
gelada) 
3 copos transparentes 
Cronômetro 
 
Parte 2: 
2 comprimidos de antiácido efervescente; 
400 ml de água 
2 copos transparentes 
Cronômetro 
 
Etapas Experimentais 
Parte 1: 
Pegar 3 diferentes copos a água em diferentes temperaturas (gelada, ambiente e quente) 
Anote a massa do efervescente 
Colocar 1 comprimido de efervescente em cada copo 
Anotar o tempo que cada comprimido se dissolve 
 
Parte 2: 
Pegar 2 efervescentes 
Anote a massa do efervescente 
Triture um dos comprimidos 
Colocar em um dos copos o comprimido sem ser triturado e no outro o comprimido triturado na mesma 
temperatura 
Anotar o tempo que cada comprimido se dissolve 
 
Dados para Relatório 
 O que você conclui sobre a influência de temperatura no processo do efervescente? E da área 
de contato? 
Resposta: 
A temperatura é um fator de aceleração da reação de dissolver os comprimidos, comprovando 
o que foi estudado sobre fatores cinéticos. 
O bicarbonato de sódio que compões os comprimidos que solubiliza em água quente muito 
mais facilmente, além disso a elevação da temperatura aumenta o grau de agitação das 
moléculas e faz com que elas se choquem com mais facilidade. 
 
 
 
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FENÔMENOS 
TERMOQUÍMICOS 
 
 
 Apresente a taxa de consumo do efervescente por tempo (grama/tempo de consumo) nas três 
condições de temperatura e nas condições de triturado/não triturado na unidade de g/s. 
Exemplo: massa do efervescente em gramas/tempo que levou para ser consumido em 
segundos. 
Resposta: 
 Massa 4,0 gramas 
Temperatura Água quente Água temp. ambiente Água fria 
Tempo 29 segundos 60 segundos 135 segundos 
Taxa de consumo 0,13 0,06 0,02 
 
Parte 2 do experimento: 
Massa 4,0 gramas 
 Comprimido triturado Comprimido inteiro 
Tempo 20 segundos 60 segundos 
Taxa de consumo 0,2 0,06 
 
Foi observado que o comprimido triturado dissolve mais rapidamente, isso ocorre porque as 
colisões entre as partículas dos reagentes se realizam na superfície, assim, quanto mais 
superfície de contato tiver, ou seja, quanto mais fragmentado estiver o sólido, maior é o 
número de partículas da superfície que ficarão expostas, aumentando a quantidade de 
colisões e a velocidade da reação. 
 
 Os valores são decrescentes ou crescentes? 
Resposta: Crescentes 
 
Fotos da atividade 
 
 
 
 
 
 
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ATIVIDADE PRÁTICA 4: ELETRÓLISE DA MISTURA ÁGUA E SAL 
 
Objetivo: 
Entender o conceito de eletroquímica sobre eletrólise 
Compreender a formação de uma nova substância adicionando corrente elétrica 
 
Materiais necessários: 
1 pilha nova 
1 copo com 300 ml de água 
1 colher de chá 
Sal de cozinha 
 
Etapas Experimentais 
Adicionar 1 colher de chá de sal de cozinha aos 300 ml de água 
Adicionar a pilha nova na mistura de água e sal 
Esperar 5 minutos 
 
Dados para Relatório 
 Qual a diferença entre uma pilha e o processo de eletrólise? 
Resposta: 
Uma pilha é um sistema eletroquímico espontâneo que gera energia elétrica a partir de 
energia química. 
A eletrólise, porém, é exatamente o contrário da pilha, pois se trata de um processo não 
espontâneo que converte a energia elétrica em energia química. 
 
 Quais as reações que podem estar acontecendo? 
Resposta: 
Eletrólise e Oxido-redução. 
Na pilha aparecem bolhas (gás). 
 
 
 
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TERMOQUÍMICOS 
 
 
 Qual é o gás formado? 
Resposta: 
Gás cloro (Cl2) e o sódio metálico (Na) 
 
Fotos do experimento 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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REFERÊNCIAS 
Marques, Domiciano, Amassando a garrafa, Brasil Escola. Disponível em: 
https://educador.brasilescola.uol.com.br/estrategias-ensino/ - Acesso em: 03/02/2023. 
Eletrólise, Mundo da educação. Disponível em: https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/eletrolise 
- Acesso em: 03/02/2023. 
“O que é a primeira lei da termodinâmica? Khan Academy. Disponível em: 
https://pt.khanacademy.org/science/physics/thermodynamics/laws-of-thermodynamics/a/ what-is-
the-first-law-of-thermodynamics - Acesso em: 04/02/2023. 
FOGAçA, Jennifer Rocha Vargas. "Eletroquímica"; Brasil Escola. Disponível em: 
https://brasilescola.uol.com.br/quimica/eletroquimica.htm. - Acesso em: 02/02/2023. 
HELERBROCK, Rafael. "Primeira Lei da Termodinâmica"; Brasil Escola. Disponível em: 
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/primeira-lei-da-termodinamica.htm. - Acesso em 02/02/2023.