Exercícios FIS QUI I 2019 LISTA 2

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2ª Lista de Exercícios de Físico-Química I 
1 - Um mol de um gás ideal expande-se através de uma sequência de dois estágios entre 
as pressões de 3 e 1 atm. A diferença de pressão entre cada estágio é de 1 atm. 
a) Calcular o trabalho total realizado nessa expansão, sabendo-se que a temperatura é 
25 °C. 
b) Calcular o trabalho nessa mesma expansão sabendo-se que esse processo ocorre 
agora através de um número infinito de estágios. 
Expressar a resposta em calorias. 
Dados: 
R = 0,08205 atm.L/mol.K R = 1,987 cal/mol.K 1 atm.L = 24,22 cal 
 W = -Pf.V 
f
i
V
V
V
dV
nRTW
 
 
 3 
 P (atm) 
 
 
 
 V (L) 
 
 
 
 
 
 
 
 1 
2 - Um mol de um gás monoatômico ideal, com CP = (5/2)R, é submetido ao ciclo mostrado na 
figura abaixo. 
a) Calcule os volumes dos estados 2 e 3 e as temperaturas dos estados 1, 2 e 3. 
b) Calcule U e H para cada etapa, considerando as etapas 1  2 e 3  1 como 
reversíveis. Arranje os resultados em uma tabela. 
 
 2 
 P (atm) 
 
 
 
 22,414 V2=? V3=? 
 V (L) 
 
3 - Sejam as seguintes reações a 25°C: 
O2 (g)  2O (g) H° = 118,318 Kcal 
Fe (s)  Fe (g) H° = 96,68 Kcal 
 
a) Calcule H° a 25°C para a reação Fe(g) + O (g)  FeO (s), sabendo-se que o H°f,298 do 
FeO (s) vale 63,7 Kcal/mol; Resp. – 92,14 Kcal 
b) Calcule o U para esta reação admitindo comportamento ideal para os gases. 
Resp. – 90,94 Kcal 
 
4 - Determinar o calor liberado na combustão de 1 m3 de metano (medido em CNTP), a 25 °C e 
pressão total de 1 atm. São fornecidos os calores de formação: dióxido de carbono: -393 kJ/mol, 
vapor d´água: - 242 kJ/mol e metano:- 74,8 kJ/mol. 
A reação de combustão do metano é: 
CH4 (g) + 2 O2 (g)  CO2 (g) + 2 H2O (g) 
 
5 - Um mol de gás ideal a 27°C e 0,10 atm é comprimido adiabática e reversivelmente a uma 
pressão final de 1,00 atm. Calcule a temperatura final, Q, W, U e H para o caso em que CV = 
(3/2)R. 
 
 1 
isoterma 
 
  
adiabática 
6 - Um mol de gás ideal a 27°C e 1,00 atm é expandido adiabaticamente a uma pressão final de 
0,10 MPa contra uma pressão oposta de 0,10 atm. Calcule a temperatura final, Q, W, U e H 
para o caso em que CV = (5/2)R. 
 
7 - Um mol de um gás real realiza uma expansão adiabática, desde 50 atm até 5 atm, contra 
pressão externa constante e igual a 5 atm. Devido à expansão o volume do gás varia de 0,5 litro 
a 4,6 litros. Qual a variação de energia interna e da entalpia do gás? 
H = U + (PV) U = Q + W 
 
8 - Um mol de gás ideal, a 25 °C e sob pressão de 1 atm, realiza uma expansão em que o seu 
volume duplica. Determinar o trabalho que se pode extrair do gás considerando a expansão: 
a) isotérmica e reversível; 
b) isotérmica e realizada contra pressão externa constante e igual à pressão final do gás; 
c) adiabática e reversível; 
e) adiabática e realizada contra pressão externa constante e igual à pressão final do gás. 
Capacidade calorífica do gás a V constante: 29,3 J/mol.k 
 
FORMULÁRIO 
H = U + (PV) H = U + nRT 
U = CV.T H = CP.T U = Q + W 
W = - nRT ln (Vf/Vi) W = - Pf.V 
PiVi

 = PfVf

 Ti

Pi
1-
 = Tf

Pf
1-
 Ti

Vi
-1
 = Tf

Vf
-1
 
1 atm.L = 24,22 cal 1 cal = 4,184 J 
R = 0,08205 atm.L/mol.K = 8,3144 J/mol.K 
PV = nRT <M> = Mixi