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Faculdade de Tecnologia de Campinas - Tecnologia em Processos Químicos Disciplina: Físico-química Lista 02 - 1ª Lei da Termodinâmica e Termoquímica 1) Um sistema foi aquecido usando 300 J de calor, enquanto sua energia interna diminuiu 150 J (ou seja ΔU = -150 J). Calcular w. Foi realizado trabalho sobre o sistema ou o sistema realizou trabalho? R. - 450 J 2) Suponha um gás que se expande 500 mL (0,500 L) contra uma pressão de 1,20 atm. Calcule o trabalho realizado. R. - 60,8 J 3) Em uma certa reação exotérmica à pressão constante, 50 kJ de calor deixam o sistema e 20 kJ de energia deixam o sistema como trabalho de expansão para deixar espaço para os produtos.Quais os valores de a) ΔH e b) ΔU para este processo? R. a) -50 kJ b) -70 kJ 4) Em um cilindro de combustão, a variação de energia interna total produzida pela queima de um combustível é -2573 kJ. O sistema de resfriamento que circunda o cilindro absorve 947 kJ como calor. Quanto trabalho pode ser realizado pelo combustível no cilindro durante este processo? R. w = -1626 kJ. 5) Uma peça de cobre de massa 20,0 g a 100,0°C é colocada em um recipiente isolado de capacidade calorífica desprezível, mas contendo 50,7 g de água a 22,0°C. Calcule a temperatura final da água. Assuma que toda a energia perdida pelo cobre é ganha pela água. A capacidade calorífica específica do cobre é 0,38 J(°C) -1 g -1 e da água é 4,18 J(°C) -1 g -1 . R. 25°C. 6) Calcule o trabalho para cada um dos seguintes processos, começando com uma amostra de gás em um conjunto com pistão com T = 305 K, P = 1,79 atm e V = 4,29 L. a) expansão irreversível contra uma pressão externa constante de 1,00 atm até um volume final de 6,52 L; b) expansão reversível isotérmica até o volume final de 6,52 L. R. a) -226 J b) -326 J 7) Uma reação química ocorre num vaso de seção reta uniforme de 50,0 cm 2 , provido de um pistão. Em virtude da reação, o pistão se desloca 15 cm contra a pressão externa de 121 kPa. Calcule o trabalho feito pelo sistema. R. -91 J 8) Uma amostra de 6,56 g de argônio gasoso ocupa o volume de 18,5 L a 305 K. a) Calcule o trabalho feito quando o gás se expande isotermicamente contra a pressão externa constante de 7,7 kPa até o seu volume aumentar de 2,5 L. b) Calcule o trabalho realizado se a mesma expansão fosse reversível. R. a) -19 J b) -52,8 J 9) a) Em seu ponto de ebulição, a vaporização de 0,235 mol de CH4(l) requer 1,93 kJ de calor. Qual é a entalpia de vaporização do metanol? b) Um aquecedor elétrico foi imerso em um frasco de etanol em ebulição, C2H5OH, e 22,45 g de etanol foram vaporizados quando 21,2 kJ de energia foram fornecidos. Qual a entalpia de vaporização do etanol? R. a) 8,2 kJ/mol b) 43,5 kJ/mol 10) Uma amostra de 2,00 mol de CH3OH(g) é condensada isotérmica e reversivelmente (considerar a pressão externa constante igual a 1,00 atm) passando para o estado líquido, a 64°C. A entalpia padrão de vaporização do metanol, a 64°C, é 35,0 kJ/mol. Calcule w, q, ΔU e ΔH para este processo. R. q = ΔH = -70,6 kJ, w = + 5,60.103 J, ΔU = -65,0 kJ. 11) Um certo líquido tem ΔvapH° = 32,0 kJ/mol. Calcule q, w, ΔH e ΔU, quando vaporizam 0,75 mol do líquido a 260 K e 765 torr. R. q = ΔH = + 24kJ, w = -1,6 kJ, ΔH = +22,4 kJ 12) A entalpia padrão de formação do fenol é -165,0 kJ/mol. Calcule a entalpia padrão de combustão. R. -3053,6 kJ/mol 13) A partir dos dados que são apresentados a seguir, determine ΔfH° do diborano, B2H6(g) a 298 K. R. -1152 kJ/mol