2 Lista de Exercícios_Termodinâmica

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2ª Lista de Exercícios de Química Geral II - Termodinâmica 
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Instituto de Química – UFRJ 
Departamento de Química Geral e Inorgânica 
Química Geral II - IQG120 
Professora Fernanda Arruda 
 
1) 10 dm3 de um gás ideal a 1.500 KPa, expande-se isotermicamente em duas 
etapas. Na primeira, a pressão externa é mantida em 750 KPa, já na segunda em 100 
KPa. (a) Quais são as variações globais de energia interna (E) do sistema e do 
ambiente? (b) Quais os valores de q e w para cada etapa 
∆E = q+w 
W = Px∆V 
2) Coloque em ordem, da temperatura final mais baixa para a temperatura final mais 
alta, cada um dos seguintes processos de expansão de 10 L de um gás a pressão 
inicial de 10 atm até o volume final de 5 L. 
(a) expansão adiabática, contra o vácuo, considerando o gás ideal; 
(b) expansão adiabática, contra uma pressão de 2 atm, considerando o gás ideal; 
(a) expansão adiabática, contra o vácuo, considerando o gás real; 
(b) expansão adiabática, contra uma pressão de 2 atm, considerando o gás real; 
OBS. Para os dois exercícios não se esqueçam das diferenças em relação às forças 
atrativas para um gás real e um gás ideal. 
3) Defina: sistema, ambiente, função de estado, entalpia, entropia e energia livre de 
Gibbs 
4) Enuncie a primeira, a segunda e a terceira lei da termodinâmica 
5) Determine a quantidade de calor liberado por uma barra de ferro de 869 g que é 
resfriada de 940C para 50C. 
cferro = 0,444 J/g.0C, q = mc∆t 
6) Uma amostra de gás nitrogênio expande de 1,6 L para 5,4 L a temperatura 
constante. Determine o trabalho realizado quando o gás expande (a) contra o vácuo e 
(b) contra uma pressão constante de 3,7 atm 
7) O volume de um gás ideal varia de 1,0 L para 12,0 L, contra uma pressão constante 
de 14,0 atm. Determine os valores de q e w, a temperatura constante. (dica: expansão 
isotérmica de gás ideal ∆E= 0) 
8) Sendo o ∆Hvaporização da H2O igual a 43,9 kJ/mol. Calcule o q, o w e o ∆E. 
Dica: ∆E = q + w; w= -P.∆V; PV=nRT ( para calcular o volume final da H2O na Tem de 
vap). Volume da água = 0,018 L (dH2O = 1 g/mL; 1 mol de H2O = 18 g/mol); 1dm3 = 1L 
P = 101.325 KPa; R = 8,314 kPa.dm3.mol-1.K-1; 1 KPa.dm3 = 1 J 
2ª Lista de Exercícios de Química Geral II - Termodinâmica 
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R: ∆E = 42.583 J 
9) Usando a Lei de Hess e o calor padrão de formação das substâncias, calcule, em 
kJ, o ∆H0 para a reação: 
a) 2Al(s) + Fe2O3(s) = Al2O3(s) + 2 Fe(s) 
2Al(s) + 3/2 O2(g) = Al2O3(s) ∆H0f = -1.676 kJ/mol 
2Fe(s) + 3/2 O2(g) = Fe2O3(s) ∆H0f = -822,2 kJ/mol 
10) Dadas as reações: 
(i) 2H2 (g) + O2(g) = 2H2O (L) ∆H0 = --571,5 kJ/mol 
(ii) N2O5(g) + H2O(L) = 2HNO3(aq) ∆H0 = -76,6 kJ/mol 
(iii) ½ N2 (g) + 3/2 O2(g) + ½ H2 (g) = HNO3 (aq) ∆H0 = -174,1 kJ/mol 
Calcule o ∆H0 para a reação: 2N2 (g) + O2(g) = 2N2O5(g) 
11) Estima-se que o corpo humano gera 5.900 kJ/hora durante uma atividade física 
intensa. Supondo que o único meio de liberar essa energia seja pela evaporação da 
água do suor, quantos gramas de água teriam de evaporar, por hora, para manter a 
temperatura do corpo constante? 1 mol de H2O = 43,9 kJ 
12) Qual o sinal de evaporação de entropia para (a) cristalização de um sal, (b) 
evaporação da água, (c) CO32-(aq) + 2H+(aq) = H2O(L) + CO2 (g) 
13) Uma reação química com ∆Go positivo pode ocorre? 
14) Quais os dois critérios que devem ser satisfeitos para que um processo seja 
espontâneo, independente da temperatura? 
15) Se 500 cm3 de um gá são comprimidos a 250 cm3 sob uma pressão constante de 
300 kPa absorvendo 12,5 kJ de calor. Qual o valor de q, w e ∆E em kJ? 
Dica: kPa.dm3 = 1 J 
16) Se o calor latente de fusão e vaporização da água são iguais a ∆Hfus = 6,02 kJ/mol 
e ∆Hvap = 40,7 kJ/mol a 0 e 100°C respectivamente, calcule o ∆S para cada um desses 
processos e explique porque um é maior que o outro. 
17) Determine a variação de energia interna no processo de conversão de 2 mols de 
CO em 2 mols de CO2, a 1 atm e 250C. 
Dica: R= 8,314 J/mol.K; ∆E = ∆H − RT∆ngás 
18) Determine o valor de ∆E para a formação de 1 mol de CO, a 1 atm e 250C. 
Dica: R= 8,314 J/mol.K; ∆E = ∆H − RT∆ngás