Lista Termodinâmica e Termoquímica

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO MARANHÃO
DEPARTAMENTO DE QUIMICA
DISCIPLINA: FISICO-QUÍMICA I
LISTA TERMODINÂMICA E TERMOQUÍMICA
1. Um pistão de com área igual a 6,45 cm2 move-se através de uma distância de 20,32 cm contra uma pressão de 3,0 atm. Calcular o trabalho realizado em joules.
2. Um gás expandindo-se de 10 a 16 L, contra uma pressão constante de 1,0 x 105 Pa, absorve uma quantidade de calor igual 124,4 Joules. Qual é a variação da energia (ΔU) interna do gás?
3. Dois litros de nitrogênio (N2), a 0 °C e 5,0 atm de pressão, expandem-se isotermicamente contra uma pressão constante de 1,0 atm, até que a pressão do gás seja também de 1,0 x 105 Pa. Supondo que o N2 seja um gás ideal, quais são os valores de W, ΔU, ΔH e Q para o processo.
4. Para um determinado gás ideal, Cv = 6,76 Jmol-1K-1. Se 10,0 moles do gás são aquecidos de 0 °C a 100 °C, qual será o valor de ΔU e ΔH para o processo?
5. Calcular o trabalho realizado por 5,0 moles de um gás ideal durante uma expansão de 5,0 atm,a 25 °C até 2,0 x 105 Pa, a 50 °C, contra uma pressão constante de 0,5x 105 Pa. Se para o gás, CP= 41,57 Jmol-1K-1, calcular também ΔU, ΔH e Q para o processo.
6. Três moles de um gás ideal, a 1,0 x 105 Pa de pressão e 20 °C são aquecidos a pressão constante até uma temperatura final de 80 °C. Para o gás, Cv=7,50 + 3,2 x 10-3 T em J K-1. Calcular W, ΔU, ΔH e Q para o processo.
7. Calcular ΔU e ΔH quando 100 L de Hélio (He), nas CNTP, são aquecidos de a 100 °C em recipiente rígido. Considerar o gás ideal com R.
8. Usando a equação
Calcular o calor necessário para elevar a temperatura de 1,0 mol de HBr(g) de 0 °C a 500 °C.
9. Uma amostra de 32 g de gás metano, inicialmente a 1,0 x 105 Pa e a 27 °C é aquecida até 277 °C. Sua capacidade calorífica a pressão constante é dada pela equação:
Admitindo o comportamento ideal para o metano, Calcular W, ΔU, ΔH e Q em Joules para este aquecimento, quando o processo é realizado reversivelmente:
(a) A pressão constante.
(b) A volume Constante.
10. Uma amostra de 1,0 mol de H2O(g) é condensada isotermicamente e reversivelmente formando água líquida a 100 °C. A entalpia padrão de vaporização (ΔHv) é igual a 40,7 kJ mol-1. Calcule W, Q, ΔU.
11. Um estágio na produção de clorofórmio (CCl4) envolve a seguinte reação:
Que se passa em um reator resfriado a água a 298,15 K. As entalpias molares a esta temperatura são: ΔH°f CS2 (l) = 21 kJ ; ΔH°f CCl4 (l) = - 33,3 kJ ; ΔH°f S2Cl2 (l) = - 14,4 kJ. Quantos Kg de água refrigerante devem passar pela serpentina do reator, para cada Kg de Cl2 reagindo, a fim de manter a temperatura a 298,15 K.
12. Calcule o calor de formação do FeO a 298 K partir das seguintes equações:
Fe2O3 (s) + 3 C (grafita) 2 Fe (s) + 3 CO (g) ΔH° = 492,6 kJ mol-1
FeO (s) + C (grafita) Fe (s) + CO (g) ΔH° = 155,8 kJ mol-1
C (grafita) + O2 (g) CO2 (g) ΔH° = - 393,51 kJ mol-1
CO(g) + O2 (g) CO2 (g) ΔH° = - 282,98 kJ mol-1
13. Uma reação importante que ocorre na atmosfera é:
NO2 (g) NO (g) + O (g)
Que é ocasionada pela luz do sol. Quanta energia deve ser fornecida pelo sol para promovê-la? Calcule a entalpia padrão da reação a partir dos dados:
O2 (g) 2 O (g) ΔH° = + 498,4 KJ
NO (g) + O3 (g) NO2 (g) + O3 (g) ΔH° = - 200 KJ
14. Determine a entalpia da reação para a hidrogenação do etino a etano:
C2H2 (g) + 2 H2 (g) C2H6 (g)
A partir dos seguintes dados:
ΔHC C2H2 = - 1.300 KJ mol-1; ΔHC C2H6 = - 1.560 KJ mol-1; ΔHC H2 = - 286 KJ mol-1
15. Os ΔH° de combustão a 298,15 K para H2, C6H6 e ciclohexano são, respectivamente, - 57,80, - 757,52 e – 881,67 kJ mol-1. Calcular o ΔH para a seguinte reação, a 398,15 K.
 Dados: CP (J K-1 mol-1) 
C6H6: Cp= 2,8 + 0,059 T; C6H12 : Cp= 2,6 + 0,096 T; H2 : Cp= 6,9 (290,15 a 400,15)