Questões de Fisico-Quimica I Capitulo 3

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3.1(a) Calcule a variação de entropia quando 25 kJ de energia, na forma de calor, se transferem reversível e isotermicamente para um grande bloco de ferro a 
0ºC
100ºC 
3.2(a) Calcule a entropia molar de uma amostra de neônio, mantida a volume constante, a 500K, sabendo que ela é igual a 146,22 J K-1 mol-1 a 298K.
3.3(a) Calcule ΔS (para o sistema) quando 3,00 mol de um gás perfeito monoatômico, com Cp,m = 5 R, passam do estado a 25ºC e 1,00 atm para o estado a 125ºC e 5,00 atm. 2 
Como se explica o sinal de ΔS?
3.4(a) Uma amostra de 3,00 mol de um gás perfeito diatômico, a 200K, é comprimida reversível e adiabaticamente até a sua temperatura chegar a 250 K. Dado que Cv,m = 27,5 J K-1 mol-1, calcule q,w, ΔU, ΔH e ΔS.
3.5(a) Calcule ΔH e ΔStot quando dois blocos de cobre, cada um com 10,0 kg de massa, um a 100ºC e outro a 0ºC, são colocados em contato térmico, num vaso isolado. O calor especifico do cobre é 0,385 J K-1 g-1 e aproximadamente constante no intervalo de temperatura considerado.
3.6(a) Um sistema constituído por 2,0 mol de CO2(g), inicialmente a 25ºC e 10 atm, é confinado num cilindro de seção reta uniforme de 10,0 cm2, provido de um pistão móvel. O gás se expande adiabaticamente contra a pressão externa de 1,0 atm, até que o pistão tenha se deslocado 20 cm. Vamos admitir que o dióxido de carbono tenha comportamento de gás perfeito com Cv,m = 28,8 J K-1 mol-1. Calcule 
q 
w
ΔU
ΔT
ΔS
3.7(a) A entalpia de vaporização do clorofórmio (CHCl3) é 29,4 kJ mol-1 no ponto de ebulição normal a 334,88K. Calcule
A entropia de vaporização do clorofórmio neste temperatura.
A variação de entropia nas vizinhanças do sistema.
3.8(a) Calcule a entropia-padrão das seguintes reações, a 298 K:
2 CH3CHO(g) + O2(g) 2 CH3COOH(l)
2 AgCl(s) + Br(l) 2 AgBr(s) + Cl2(g)
Hg(l) + Cl2(g) HgCl2(s)
3.9(a) Com as entropias das reações calculadas no Exercicio 3.8(a) e com as entalpias das mesmas reações, calcule as energias de Gibbs padrão das reações a 298K.
3.10(a) Com as energias de Gibbs padrão de formação, calcule as energias de Gibbs padrão das reações do Exercicio 3.8(a), a 298K.
3.11(a) Calcule a energia de Gibbs padrão da reação: 
 4 HCl(g) + O2(g) 2 Cl2(g) + 2 H2O(l) 
A 298K, a partir das entropias-padrão e das entalpias-padrão de formação dadas na Seção de dados.
3.12(a) A entalpia-padrão de combustão do fenol sólido (C6 H5 OH) é -3054 kJ mol-1 a 298K, e sua entropia molar padrão é 144,0 J K-1 mol-1. Calcule a energia de Gibbs padrão de formação do fenol a 298K.
3.13(a) Calcule as variações de entropia do sistema e das suas vizinhanças e a variação total de entropia, quando uma amostra de 14 g de nitrogênio gasoso, a 298K e 1,00 bar, duplica o seu volume.
Numa expansão isotérmica reversível.
Numa expansão isotérmica irreversível contra a pressão externa pex = 0
Numa expansão adiabática reversível.
3.14(a) Calcule o trabalho máximo, diferente do de expansão, que pode ser obtido, por mol, numa célula a combustível em que a reação quimica é a combustão do metano a 298K.
3.15(a) Calcule a eficiência do ciclo de Carnot de uma máquina térmica primitiva que opera com o vapor a 100ºC e descarrega a 60ºC. 
 (b) Repita o cálculo para uma turbina a vapor moderna que opera com o vapor a 300ºC e descarrega a 80ºC.
3.16(a) Suponha que 3,0 mmol de N2(g) ocupam 36cm3 a 300K e que se expandam a 60 cm3. Calcule ΔG para o processo.
3.17(a) A variação de energia de Gibbs, num processo a pressão constante ajusta-se à expressão
ΔG = -85,40 + 36,5 T . C
 J K
Calcule o valor de ΔS no processo.
3.18(a) Calcule a variação da energia de Gibbs de 35g de etanol (massa especifica 0,789 g cm-3) quando a pressão aumenta isotermicamente e 1 atm até 3000 atm.
3.19(a) Calcule a variação do potencial químico ( ou seja, da energia de Gibbs molar) de um gás perfeito quando a sua pressão aumenta isotermicamente de 1,8 atm até 29,5 atm, a 40ºC.
3.20(a) O coeficiente de fugacidade de um certo gás, a 200K e 50 bar, é 0,72. Calcule a diferença entre a energia de Gibbs molar do gás e a de um gás perfeito, no mesmo estado.
3.21(a) Estime a variação da energia de Gibbs de 1,0 dm3 de benzeno quando a pressão sobre o liquido aumenta de 1,0 atm para 100 atm.
3.22(a) Calcule a variação da energia de Gibbs molar do hidrogênio gasoso quando a sua pressão aumenta isotermicamente, a 298 K, de 1,0 atm até 100,0 atm.