Lista_5_-_Termoquimica_III_respostas

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30017 – Físico-química I – 2014/B 
Lista de Exercícios 5 – Termoquímica III (respostas) 
 
1. O calor específico de uma substância é calculado como: s
qC
m T
=
⋅∆
. 
Isto é, a quantidade de calor recebida por unidade de massa para produzir uma elevação unitária de 
temperatura. Se uma substância A tem calor específico maior do que a substância B, isto é, 
s,A s,BC C> , isto significa, de acordo com a equação acima: 
(a) que a mesma quantidade de calor fornecida para massas iguais de A e B produzirá um aumento 
maior de temperatura em B, pois A B
s,A s,B
 e q qT T
m C m C
∆ = ∆ =
⋅ ⋅
. 
Portanto, como s,A s,BC C> , conclui-se que B AT T∆ > ∆ . 
(b) para produzir a mesma elevação de temperatura em massas iguais de A e B, é preciso fornecer 
mais calor para A, pois A s,A B s,B e q m C T q m C T= ⋅ ⋅∆ = ⋅ ⋅∆ . 
Portanto como s,A s,BC C> , conclui-se que A Bq q> . 
(c) para produzir a mesma elevação de temperatura fornecendo a mesma quantidade de calor para A 
e B, é preciso que a massa de A seja menor, pois A B
s,A s,B
 e q qm m
T C T C
= =
∆ ⋅ ∆ ⋅
. 
Portanto como s,A s,BC C> , conclui-se que A Bm m< . 
2. A variação de temperatura é menor para a substância de maior calor específico quando a mesma 
quantidade de calor é fornecida para massas iguais de substâncias diferentes. Uma vez que a 
temperatura de equilíbrio ficou mais próxima da temperatura inicial do corpo A, isto significa que a 
variação de temperatura para este corpo foi menor e, portanto, seu calor específico é maior. 
3. Como não há perda de calor para o ambiente, o somatório dos calores recebidos por cada um dos 
corpos deve ser zero, isto é i 0q =∑ , ou A B C 0q q q+ + = . 
Os calores recebidos por cada um dos corpos serão calculados pela expressão ( )i i s,i eq iq m C T T= ⋅ − , 
em que o índice “i” indica os corpos A, B e C, mi as respectivas massas, Cs,i os respectivos calores 
específicos e Ti as respectivas temperaturas iniciais. Assim, 
( ) ( ) ( )A s,A eq A B s,B eq B C s,C eq C 0m C T T m C T T m C T T⋅ − + ⋅ − + ⋅ − = . 
O problema é encontrar a temperatura de equilíbrio, Teq. Isolando Teq na equação encontra-se: 
A s,A A B s,B B C s,C C
eq
A s,A B s,B C s,C
50 K
m C T m C T m C T
T
m C m C m C
⋅ ⋅ + ⋅ ⋅ + ⋅ ⋅
= =
⋅ + ⋅ + ⋅
. 
 
4. A diferença resulta da definição H U p V= + ⋅ ; assim ( )H U p V∆ = ∆ + ∆ ⋅ . Como ( )p V∆ ⋅ é 
geralmente diferente de zero, exceto para processos isotérmicos, a diferença entre H∆ e U∆ é uma 
quantidade diferente de zero. H∆ pode ser interpretado como o calor associado a um processo a 
pressão constante, e U∆ como o calor a volume constante. 
5. (a) O volume não muda, assim o trabalho de expansão é 0w = . 
(b) extw p V= − ⋅∆ 
Pode-se negligenciar o volume inicial, pois o volume final (após a produção de gás) é muito maior e 
f i f
ext
n R TV V V V
p
⋅ ⋅
∆ = − = , onde n é a quantidade de H2 produzido. Assim, 
ext ext
ext
n R Tw p V p n R T
p
⋅ ⋅
= − ⋅∆ − × = − ⋅ ⋅
−
 
1 1
1
50 g 8,314 J K mol 298 K
55,8
2, 2 k
5 g mo
J
l
w − −−
 
= − × ⋅ × =

− ⋅
 
 
6. Volume constante. 
2
2
1
1
1,00 atm 400 K
300
1,33 atm
 K
p p T
T
⋅ ×
= = = 
( )V 31 11,00 mol 3 2 8,314 J K 1,25 10 km 00 K Jol 1 nU C T − −= ⋅ ⋅∆ = × ⋅ ⋅ × ×=∆ 
30 1,25 10 kJq U ww q= = ×⇒ = ∆ − ⇒ 
 
7. p 1p
229 J 89,8 J K
2,55 K
q
C
T
−= = = ⋅
∆
 
1
p 1 1
p,m
89,8 J K
3,
30 J
0 mol
K mol
C
n
C
−
− −⋅ ⋅ ⋅= = = 
( ) 1 1p,m V,m 1 1V,m 30 8,314 J 22 J K moK lmolC C R C − − − −− = ⇒ = − ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ 
 
8. 216 5 2 5 2 2 22C H C H ( ) O ( ) 8CO ( ) 5H O( )l g g l+ → + 
( ) ( ) ( ) ( )212 2 6 5 2 5 228 CO ( ) 5 H O( ) C H C H ( ) O ( )c f f f fH H g H l H l H g   ∆ = ∆ + ∆ − ∆ + ∆   
     
( ) ( ) ( ) ( )2 1128 393,51 5 285,83 12 4564,7 kJ l,5 mo0cH −= − + − − − + =    −  ∆ 
 
9. 
1
2 2
1
2 2 2
2 2 2
1
4HCl( ) 2H ( ) 2Cl ( ) 369,24 kJ mol
2H ( ) O ( ) 2H O( ) 483,64 kJ mol
4HCl( ) O ( ) 2Cl ( ) 12 14,40 kJ molH O( ) 
g g g H
g g g H
g g g Hg −
−
−
→ + ∆ = + ⋅
+ → ∆ = − ⋅
+ → + ∆ = − ⋅
 
10. 
2 2
2 2
C( ) O ( ) CO ( ) 94 kcal/mol
CO ( ) C( ) O ( ) 94,5 kcal/mol
C( ) C( ) 0,5 kcal/ mo l 
f
f
graf g g H
g diam g H
graf diam H
+ → ∆ = −
→ + ∆ = +
→ ∆ = +

 
11. [ ] [ ] 1479,0 285,8 484,5 277,7 2,6 kJ molrH −∆ = − − = ⋅− − − − 
12. 12,6 kJ molrH
−∆ = − ⋅ 
[ ] [ ] 1 1p 75,3 170,1 124,3 111,5 9,6 J K molC − −∆ = + − + = ⋅ ⋅ 
( )1 3 1308 298 p
1
308
2,6 kJ mol 9,6 10 k
2,
J
5 kJ mol
K mol 1 10 KH H
H
C T − −
−
−∆ = ∆ + ∆ ⋅∆ = − ⋅ + ×
= − ⋅
⋅ ×
∆
⋅ −
 
13. (a) 3 3ext 7700 Pa 2,5 10 m 19,25 Jpw V
−− ⋅∆ = − ⋅ ×= −= 
(b) ( )2 1
6,56 21ln 8,314 53 4805 ln
39,95 18,
1 
5
Jw n R T V V  − ⋅ ⋅ ⋅ = − × × × −= 
 
= 
14. 1 1 137,11 J K mol 27 K 1001,97 J mol 2,0 mol 2004 Jq C T − − −= ⋅∆ = ⋅ ⋅ × = ⋅ × = 
ppressão constante 2004 JHH q∆ ∆ =⇒ = ⇒ 
( ) ( )U H p V U H n R T U H n R T∆ = ∆ −∆ ⋅ ⇒ ∆ = ∆ −∆ ⋅ ⋅ ⇒ ∆ = ∆ − ⋅ ⋅∆ 
( )1 12004 J 2,0 mol 8,314 1554 JJ K mol 27 KU − −= × ⋅ ⋅ × =∆ − 
15. ( ) ( ) 1298,15 K 9,16 2 33,18 57,20 kJ molH −∆ = − × = − ⋅ 
( )2 1 p 2 1 p p,m p,m
Produtos Reagentes
H H C T T C v C v C∆ = ∆ + ∆ − →∆ = ⋅ − ⋅∑ ∑    
( ) ( ) 1 1p p 2 4 p 2N O ( ) 2 NO ( ) 77,28 2(37,20) 2,88 J K molC C g C g − −∆ = − = − = ⋅ ⋅   
( ) ( ) p373 K 298,15 KH H C T∆ = ∆ + ∆ ⋅∆ 
( ) ( )1 1 1 157,20 kJ mol 2,88 J K mo373 K 56,98 kJ ml ol75 KH − − − −= − ⋅ + ⋅ − ⋅⋅ × =∆ 
16. [ ] [ ] 1298 110,53 0 0 241,82 131,29 kJ molH −∆ = − + − − = ⋅ 
[ ] [ ] 1 1p 29,14 28,824 8,527 33,58 15,857 J K molC − −∆ = + − + = ⋅ ⋅ 
( )1 3 1378 298 p
1
378
131,29 kJ mol 15,857 10 kJ K mol 1 80 
132,56 kJ m
K
ol
H H C T
H
− −
−
−∆ = ∆ + ∆ ⋅∆ = ⋅ + × ⋅ ⋅ − ×
∆ = ⋅