P2-2013

Prévia do material em texto

UFSCar Universidade Federal de São Carlos. 
TERMODINÂMICA QUÍMICA. 04 de junho de 2013 
“P2”. Segunda Prova 
Use esta folha como GABARITO DE RESPOSTAS e entregue-a junto com a folha de resolução. Use o verso desta folha como 
rascunho. Use corretamente as unidades e os algarismos significativos. 
 
NOME: ______________________________________________________ RA: _______________ 
 
QUESTÃO 1: (1,5 ponto) Calcule a variação de entropia (J•K-1) que ocorre após uma garrafa de 1,00 L de água pura inicialmente na temperatura 
de 5,0 oC atingir o equílibrio térmico com ambiente de uma sala refrigerada à 25 oC sob pressão constante. Calcule também a variação de 
entropia total que ocorre no universo durante essa transformação. (Cp = 1,0 cal•g-1•K-1) 
 
 
 
QUESTÃO 2 (3,0 pontos) Considerando uma máquina térmica operando entre 100 oC e 60 oC que dobra o volume inicial do gás durante a expansão, 
a) faça um diagrama esquemático do ciclo de Carnot que a representa, indicando detalhadamente as isotermas e adiabáticas e os volumes iniciais e 
finais da expansão, b) calcule a eficiência desta máquina (%) operando no ciclo de Carnot, c) calcule o trabalho molar máximo desta máquina 
(J•mol-1) 
 
 
 
QUESTÃO 3: (1,0 ponto) A variação de entalpia molar padrão de evaporação do ciclohexano é ΔvapHo = 30,1 kJ•mol-1. Considerando a Regra de 
Trouton, calcule a temperatura de evaporação do ciclohexano. 
 
 
 
QUESTÃO 4: (1,5 ponto) Considerando a Relação de Maxwell abaixo, compare a variação de entropia molar do CO2 quando seu volume molar 
aumenta de 1,00 L•mol-1 para 10,0 L•mol-1 utilizando a equação de Van der Waals (a =3,640 atm•L2•mol-2; b=4,267 10-2 L•mol-1) com a variação 
de entropia molar de um gás ideal. 
 
TV V
S
T
P ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛
∂
∂=⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛
∂
∂
 
 
QUESTÃO 5: (3,0 pontos) Indique Verdadeiro ou Falso ao lado da questão, mas justifique sua resposta na folha de resolução. 
a) ( ) A entropia de um sistema sempre aumenta durante uma transformação espontânea. 
b) ( ) A energia de um sistema tende ao seu mínimo durante uma transformação espontânea. 
c) ( ) A energia de Helmholtz é igual ao valor do trabalho máximo que um sistema pode realizar sob volume constante. 
d) ( ) A variação da energia de Gibbs é um critério espontaneidade para transformações sob pressão constante. 
e) ( ) Segundo a Terceira Lei, a entropia de todos os sistemas é zero no zero absoluto 
f) ( ) A eficiência de uma máquina térmica irreversível pode ser deduzida do ciclo de Carnot 
 
QUESTÃO J1: (um ponto). Calcule o trabalho de uma expansão irreversível de um mol de gás ideal de 20,0 L para 40,0 L contra uma pressão 
externa de 0,500 atm e o trabalho de uma expansão reversível deste mesmo gás considerando a mesma condição final. 
 
 
 
 
UFSCar UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS 
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DE TECNOLOGIA 
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA 
Rod Washington Luiz, km 235 - Caixa Postal 676 
Fone: (016) 3351-8206 - Fax: (016) 3351-8350 
 
CEP 13.565-905 - São Carlos SP - Brasil 
e-mail: coordq@power.ufscar.br