Lista1 QUI 069

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QUI 069 – Físico-Química 
1ª Lista de Exercícios 
 
Entrega: 11/04/2011 
(1) Explique as diferenças entre gases, líquidos e sólidos. 
(2) Apresente uma interpretação, em termos moleculares, sobre a pressão exercida por um 
gás perfeito. 
(3) Sabendo-se que as escalas de temperatura Celsius e Fahrenheit estão relacionadas por 
θCelsius/ºC = (5/9)(θFahrenheit/ºF – 32), qual é a temperatura do zero absoluto (T = 0) na 
escala Fahrenheit? 
(4) Para surpresa de muitas pessoas, descobriu-se que o monóxido de nitrogênio (óxido 
nítrico, NO) atua como um neurotransmissor. Para estudar esse efeito, foi coletada uma 
amostra em que um recipiente de volume igual a 250,0 cm
3
. A 19,5ºC, observou-se que a 
sua pressão era de 24,5 kPa. Que quantidade (em número de moles) de NO foi coletada? 
(5) A partir da equação dos gases de van der Waals, mostre que a temperatura crítica (TC), 
pressão crítica (pC) e volume críticos (Vc) são dados por: 
 
 
 
 
 
 
(6) A determinação da densidade de um gás ou vapor pode ser usada para uma estimativa 
rápida da massa molar, apesar de que para trabalhos práticos, a espectrometria de massas 
é muito mais precisa. A densidade de um composto gasoso foi medida como 1,23 g.L
-1
 a 
330 K e 25,5 kPa. Qual a massa molar do composto? 
(7) A densidade do vapor de enxofre a 500oC e 93,2 kPa é 3,710 kg∙m-3. Qual é a fórmula 
molecular do enxofre nessas condições? Massa molar do enxofre = 32,1 g∙mol-1 
(8) Dê interpretações moleculares para trabalho e calor. Em quais situações é possível 
identificar o calor com a grandeza entalpia? 
(9) Em qual situação o trabalho de expansão é maior: em processos reversíveis ou 
irreversíveis? Demonstre a sua resposta a partir da definição de trabalho. 
(10) Calcule o trabalho de expansão que acompanha a combustão completa de 1,0 g de 
glicose em dióxido de carbono e (a) água líquida; (b) vapor d’água a 20oC sob a pressão 
externa de 1,0 atm. 
(11) A capacidade calorífica do ar é muito menor do que a da água, e é necessária uma 
pequena quantidade de calor para alterar sua temperatura. Esta é uma das razões de os 
desertos serem frios à noite, apesar de muito quentes durante o dia. A capacidade 
calorífica do ar a pressão e temperatura ambientes é de aproximadamente 21 J K
-1
 mol
-1
. 
Que energia é necessária para elevar em 10ºC a temperatura de uma sala de 5,5 m x 6,5 
m x 3,0 m? Quanto tempo levaria um aquecedor de potência igual a 15 kW para provocar 
essa elevação de temperatura (1 W = 1 J s
-1
)? 
(12) Classifique como endotérmica ou exotérmica (a) uma reação de combustão para a qual 
ΔrH
 = -2020 kJ mol
-1
1, (b) uma dissolução com ΔdH
 = +4,0 kJ.mol
-1
, (c) vaporização, 
(d) fusão, (e) sublimação. 
(13) A energia de ligação media para as ligações C–C, C–H, C=O, and O–H são 348, 412, 
743, e 463 kJ mol
-1
, respectivamente. A combustão de um combustível como octano é 
exotérmica porque ligações relativamente fracas são quebradas para formar ligações 
relativamente fortes. Use essa informação para justificar porque a glicose (C6H12O6) tem 
uma entalpia específica menor que o lipídio ácido decanóico (C10H20O2), apesar dos dois 
compostos possuírem massas molares parecidas. 
(14) Dadas as reações (a) e (2) abaixo, calcule (a) ΔHr
θ
 e ΔUr
θ
 para a reação (3); (b) ΔHf
θ
 
para HI(g) e H2O(g), tudo a 298 K. 
1. H2(g) + I2(s)  2HI(g) ΔHr
θ
= +52,96 kJ 
2. 2H2(g) + O2(g)  2H2O(g) ΔHr
θ
= -483,64 kJ 
3. 4HI(g) + O2(g)  2I2(s) + 2H2O(g) 
(15) Explique as limitações das seguintes expressões: (a) ω = -nRT ln(Vf/Vi) ; (b) ΔH = ΔU + 
pΔV ; 
(16) Use as entalpias de ligação e entalpias médias de ligação para estimar (a) a entalpia da 
quebra anaeróbica da glucose a ácido lático em celas privadas de O2, C6H12O6(aq)  2 
CH3CH(OH)COOH(aq), (b) a entalpia de combustão da glicose. Ignore as contribuições 
das entalpias de fusão e vaporização. 
(17) Estime a entalpia de vaporização da água a 100oC a partir de seu valor a 25oC (+44,01 kJ 
mol
-1
) dadas as capacidade caloríficas constantes de 75.29 J K
-1
 mol
-1
 e 33.58 J K
-1
 mol
-1
 
para líquidos e gás, respectivamente.