Lista de exercicios termodinamica

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UNIVERSIDADE FEDERAL DA GRANDE DOURADOS
FACULDADE DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIAS
LISTA DE EXERCÍCIOS - TERMODINÂMICA 
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1. (a) O que diz a 1º Lei da termodinâmica, e porque essa lei é válida para sistemas isolados? (b) 
Quais são os tipos de transferências que podem afetar a energia interna de um sistema? 
2. Um sistema contendo 2 mols de gás CO2 (considere o gás ideal) a uma pressão constante de 2 
atm e temperatura de 300 K é comprimido isotermicamente e reversivelmente a metade do seu 
volume original. Calcule o trabalho (w), a quantidade de calor (q) e a variação da energia interna 
(𝛥U) deste sistema. (𝛥U = 0; w = +3,46 kJ; q = -3,46 kJ) 
3. Os nutricionistas estão interessados no uso da energia pelo corpo humano e podemos 
considerar nosso próprio corpo como um “sistema” termodinâmico. Calorímetros têm sido 
construídos para acomodar uma pessoa a fim de medir (não destrutivamente!) a sua produção 
líquida de energia. Suponha que, durante uma experiência, uma pessoa produza 622 kJ de 
trabalho em uma bicicleta ergométrica e perca 82 kJ de energia como calor. Qual é a variação de 
energia interna da pessoa? Despreze qualquer perda de massa por transpiração. (R = -704 kJ) 
4. Uma bateria elétrica é carregada pelo fornecimento de 250 kJ de energia na forma de trabalho 
elétrico (resultante da passagem de uma corrente elétrica pela bateria), mas há uma perda de 25 
kJ de energia como calor durante o processo. Qual é a variação da energia interna da bateria? (R 
= +225 kJ) 
5. Comente como pode ser a variação do trabalho (w) e da quantidade de calor (q) em um 
sistema fechado, indicando se estas variações são positivas ou negativas. 
6. Classifique o que é a entalpia? 
7. Uma reação química exotérmica em pressão constante libera 50 kJ de calor do sistema para a 
vizinhança, e 20 kJ de energia deixam o sistema na forma de trabalho de expansão. Calcule os 
valores de 𝛥H e de 𝛥U deste processo. (𝛥U = -70 kJ; 𝛥H = -50 kJ) 
8. Utilizando a Lei de Hess, calcule a entalpia padrão da reação de formação de 1 mol de 
CH3OH(l) a partir do metano e oxigênio, dadas as seguintes reações: 
9. Dadas as seguintes equações termoquímicas, calcule a entalpia-padrão de combustão do 
propeno: (R = -2058 kJ mol-1) 
10. (a) O que é uma mudança espontânea? (b) Reações espontâneas ocorrem imediatamente? 
(c) Porque alguns compostos (como o diamante) que possuem suas reações de decomposição 
espontânea mas são considerados compostos estáveis? (𝛥Hº = -2058 kJ mol-1) 
�CH4(g) + H2O(l)→ CO(g) + 3H2(g)
!ΔH0 = − 483 k Jmol−1
!ΔH0 = − 128 k Jmol−1
�2H2(g) + O2(g)→ 2H2O(l)
!ΔH0 = + 206 k Jmol−1
�2H2(g) + CO(g)→ CH3OH(l)
�C3H6(g) + H2(g)→ C3H8(g)
!ΔH0 = − 2220 k Jmol−1
!ΔH0 = − 124 k Jmol−1
�C3H6(g) +
9
2
O2(g)→ 3CO2(g) + 3H2O(l)
�H2O(l)→ H2(g) +
1
2
O2(g)
!ΔH0 = ???
�C3H8(g) + 5O2(g)→ 3CO2(g) + 4H2O(l)
!ΔH0 = + 286 k Jmol−1
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LISTA DE EXERCÍCIOS - TERMODINÂMICA 
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11. Como o grau de desordem de um composto pode ser obtido? O que diz a 2º lei da 
termodinâmica? 
12. Como podemos aumentar a entropia de um sistema, apenas variando a temperatura ou o 
volume? 
13. Calcule a entropia molar de um gás ideal, quando este é comprimido isotermicamente a 1/3 
de seu volume inicial. (𝛥Sº = -9,13 J k-1 mol-1) 
14. O que acontece com a entropia de uma substância quando: (a) ela se funde; (b) ela se 
vaporiza; (c) ela se condensa 
15. Em quais condições de temperatura a 3º lei da termodinâmica é satisfeita? Explique 
16. Como podemos predizer se uma reação será ou não espontânea? (Quais devem ser os sinais 
da entropia total e da energia livre de Gibbs para que a reação seja espontânea) 
17. Cite dois tipos de reações que tendem a ser espontâneas, e explique o porque elas têm essa 
tendência. 
18. Quando que uma reação que possui variação de entropia negativa (𝛥S < 0) pode ser 
espontânea? 
19. Calcule a entalpia de vaporização do bromo líquido a partir de sua temperatura de ebulição, 
59,2 °C. (dados: 𝛥vapSº = 85 J/K.mol) (R = 28 kJ/mol) 
20. Calcule a entalpia de vaporização da em seu ponto de ebulição, que é 100 °C. (dados: 𝛥vapSº 
= 109,1 J/K.mol) (R = 40,71 kJ/mol) 
21. Calcule a variação de entropia das vizinhanças para a reação N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g), a 25°C. 
A entalpia-padrão da reação é conhecida ΔrHº = –92,2 kJ mol–1, assim como a entropia-padrão da 
reação ΔrSº = –199 J K–1 mol–1, nessa temperatura. (R = +111 J K–1 mol–1)