Lista Físico Química - Entalpia

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CTD133 – FÍSICO-QUÍMICA 
4a LISTA DE EXERCÍCIOS - 1° período de 2018/Prof. Henrique 
1) O acetileno (C2H2) é o alcino mais simples, constituído por dois carbonos e dois 
hidrogênios. Calcule a entalpia molar padrão de formação do acetileno a partir dos seus 
elementos: 2C(s, grafite) + H2(g) → C2H2 (g) 
As equações para a combustão e as variações de entalpia correspondentes são: 
(i) C(s, grafite) + O2(g) → CO2(g) ΔrH° =-393,5 kJ/mol 
(ii) H2(g) + 1/2O2(g) → H2O(g) ΔrH° =-285,8 kJ/mol 
(ii) 2C2H2(g) + 5O2(g) → 4CO2(g) + 2H2O(l) ΔrH° =-2598,8 kJ/mol 
R: 226,6 kJ/mol 
 
2) O metabolismo é uma quebra gradativa do alimento que ingerimos com a finalidade de 
prover a energia para o crescimento e função. Uma equação geral simplificada para esse 
processo complexo representa a degradação da glicose (C6H12O6) a CO2 e H2O: 
C6H12O6(s) + O2(g) → CO2(g) + H2O(l) 
Consultando tabelas de ΔfH°, calcule a entalpia-padrão desta reação a 298 K. 
R: - 2801,3 kJ/mol 
 
3) Calcule a variação de entropia quando 25 kJ de energia, na forma de calor se transfere 
reversível e isotermicamente para um grande bloco de ferro a (a) 0 °C e (b) 100 °C. 
R. a- ΔS = 91,6 J.K-1; b- ΔS = 67 J.K-1 
 
4) Enuncie a segunda lei da termodinâmica considerando: i) a variação da entropia; ii) o 
funcionamento de uma máquina térmica. 
 
5) a) Explique o que é um moto-contínuo de segunda espécie e relacione com as leis 
(primeira e segunda) da termodinâmica. Qual lei da termodinâmica este ‘máquina térmica’ viola? 
b) Uma empresa afirmou ter conseguido projetar um motor de combustão que consegue 
transformar todo o calor produzido na reação (100 kJ) em 100 kJ de trabalho mecânico em um 
processo cíclico. Analise a concordância desta afirmação com as leis (primeira e segunda) da 
termodinâmica. 
 
6) Calcule a variação de entropia associada a expansão isotérmica reversível de 5,25 mol de 
átomos de um gás ideal de 24,252 L até 34,058 L. R. ΔS = 14,82 J.K-1 
 
7) Um sólido monoatômico tem uma capacidade calorífica molar de Cp,m = (3,1)R. Calcule o 
aumento de entropia de um mol deste sólido no caso da temperatura ser aumentada de 300 K a 
500 K , a pressão constante. R. ΔS = 13,17 J.K-1 
 
8) Uma amostra de 1,00 mol de um gás perfeito monoatômico, com Cv,m = (3/2)R, é aquecida de 
100 °C até 300°C , sob pressão constante. Calcule ΔS do gás. R. ΔS = 8,92 J.K-1 
 
9) Uma amostra de alumínio igual a 1,25 Kg, é resfriada, a pressão constante, de 300 K para 260 
K. Calcule a variação de entropia da amostra. Considere a capacidade calorífica molar do 
alumínio igual (C=24,35 J.K
-1
.mol
-1
) no intervalo de temperatura considerado. Dado: MAl= 
26,98 g/mol. R: -161,69 JK
-1 
 
10) Para o alumínio, Cp,m (J/Kmol)= 20,67 + 12,38.10
-3
.T. 
a) Qual é o valor de ΔS, se 3 moles de alumínio for aquecido de 25 °C a 
200 °C? 
b) Qual é a entropia do alumínio a 473 K, se S°298K=28,35 J/Kmol? 
R: a) 35,13 J/K; b)40,06 J/Kmol. 
 
11) Suponha que o mais frio dos reservatórios que temos a mão esteja a 10º C. Se quisermos uma 
máquina térmica que seja pelo menos 90% eficiente, qual é a temperatura mínima do 
reservatório quente exigida? R. 2830 K. 
 
12) Monte o ciclo de Carnot e apresente as representações do sistema em cada etapa do ciclo e 
calcule a variação de entropia deste ciclo. 
 
13) Considere uma máquina térmica que utiliza reservatórios a 800°C e 0ºC. (a) Calcule a 
eficiência máxima possível. (b) Se qh é 1000 J, determine o valor máximo de –w e o valor 
mínimo de -qc. 
R. a) 74,6%; b) 746 J, 254 J