Lista de exercícios 2 FQ

Prévia do material em texto

Universidade Federal de São Paulo 
Farmácia - UC Físico-Química 
 
Lista de Exercícios 02 
Bibliografia: 
Peter Atkins & Julio de Paula, 8th edition 2006. Physical Chemistry / Físico-química 9ª edição 
 
1. Uma amostra de 1,00 𝑚𝑜𝑙 de Ar se expande isotermicamente a 0 °C de 22,4 𝑑𝑚3 até 
44,8 𝑑𝑚3 (a) reversivelmente (b) irreversivelmente (c) livremente. Para cada processo calcule 
𝑞, 𝑤, ∆𝑈 𝑒 ∆𝐻. 
Resp: (a) 𝑞 = +1,57𝑘𝐽, 𝑤 = −1,57𝑘𝐽, ∆𝑈 𝑒 ∆𝐻 = 0. 
(b) 𝑞 = +1,13𝑘𝐽, 𝑤 = −1,13𝑘𝐽, ∆𝑈 𝑒 ∆𝐻 = 0. 
(c) = 0. 
 
2. Uma fita de magnésio metálico, de 15 𝑔, é lançada num béquer com ácido clorídrico diluído. 
Calcule o trabalho realizado pelo sistema em consequência da reação. A pressão atmosférica 
é de 1,0 𝑎𝑡𝑚, e a temperatura, de 25 °C. 
Resp: 𝑤 = −1,5𝑘𝐽. 
 
3. Calcule a temperatura final de amostra de argônio com 12,0 𝑔, que se expande reversível e 
adiabaticamente de 1,0 𝑑𝑚3 a 273,15 𝐾 até 3,0 𝑑𝑚3. 
Resp: 131 K. 
 
4. Uma amostra de dióxido de carbono com 2,45 g a 27 °C, se expande reversível e 
adiabaticamente de 500 cm3 até 3,00 dm3. Qual é o trabalho feito pelo gás? Dado: 𝐶𝑝,𝑚 =
37,11𝐽𝐾−1𝑚𝑜𝑙−1. 
Resp: 𝑤 = −194𝐽. 
 
5. Dadas as reações (1) e (2) e seguir, determine (a) ∆𝑟𝐻
0 𝑒 ∆𝑟𝑈
0 para a reação (3), e (b) ∆𝑟𝐻
0 
do HCl(g) e da H2O(g), ambos a 298 K. 
 
(1) H2(g) + Cl2(g) → 2 HCl(g) ∆𝑟𝐻
0 = −184,62 𝑘𝐽𝑚𝑜𝑙−1 
(2) 2H2(g) + O2(g) → 2 H2O(g) ∆𝑟𝐻
0 = −483,64 𝑘𝐽𝑚𝑜𝑙−1 
(3) 4HCl(g) + O2(g) → 2 Cl2(g) + 2H2O(g) 
 
Resp. (a) ∆𝑟𝐻
0(3) = −114,40 𝑘𝐽𝑚𝑜𝑙−1, ∆𝑟𝑈 = −111,92 𝑘𝐽𝑚𝑜𝑙
−1 
(b) ∆𝑓𝐻
0(𝐻𝐶𝑙, 𝑔) = −92,31 𝑘𝐽𝑚𝑜𝑙−1 , ∆𝑟𝐻
0(𝐻2𝑂, 𝑔) = −241,82 𝑘𝐽𝑚𝑜𝑙
−1 
6. Uma amostra consistindo em 1 𝑚𝑜𝑙 de gás perfeito monoatômico (com 𝐶𝑉,𝑚 =
3
2
𝑅) efetua o 
ciclo da figura abaixo. (a) calcule as temperaturas em 1, 2 e 3. (b) calcule 𝑞, 𝑤, ∆𝑈 e ∆𝐻 para 
cada etapa do ciclo e para todo o ciclo. Considere todos os passos do ciclo reversíveis. 
 
Universidade Federal de São Paulo 
Farmácia - UC Físico-Química 
 
Respostas: 
(a) 𝑇1 = 273𝐾, 𝑇2 = 546𝐾, 𝑇3 = 273𝐾; 
(b) 
 
 Passo 1→ 2 Passo 2 → 3 Passo 3 → 1 Ciclo 
𝑤 = −2,27𝑘𝐽 𝑤 = 0𝑘𝐽 𝑤 = +1,57𝑘𝐽 𝑤 = −0,70𝑘𝐽 
𝑞 = +5,67𝑘𝐽 𝑞 = −3,40𝑘𝐽 𝑞 = −1,57𝑘𝐽 𝑞 = +0,70𝑘𝐽 
∆𝑈 = −3,40𝑘𝐽 ∆𝑈 = −3,40𝑘𝐽 ∆𝑈 = 0𝑘𝐽 ∆𝑈 = 0𝑘𝐽 
∆𝐻 = +5,67𝑘𝐽 ∆𝐻 = −5,67𝑘𝐽 ∆𝐻 = 0𝑘𝐽 ∆𝐻 = 0𝑘𝐽