EXERCICIOS FISICOQUIMICA 1a 15

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1 Calcule o trabalho (W) de expansão que acompanha a 
combustão completa de 1,0 g de glicose (C6H2O6) a 
20ºC sob a pressão externa de 1,0 atm. 
C6H12O6 + 6Og --------6mols x 18 g/mol de Vap H2O 
1 mol x 180 g/mol de glicose----6 mols x 18 g/mol de Vap H2O 
1,0 g --------------------------------------------x g 
X = 0,6 g Vap H2O ----- 𝑥 =
1 x (6x18)
180
 = 0,6 
W = Pex.t∆V - - › PV = nRT >> V= 
nRT
P
 >> 
W = ( 
0,6
18
 x 8,3145 x 293) = - 81,2 J 
 
2 O trabalho realizado por um motor pode depender de 
sua orientação no campo gravitacional, pois a massa 
do pistão é relevante quando a expansão é vertical. 
Uma reação química se passa em um vaso de seção 
reta uniforme de 55,0 cm2 , provido de pistão de 
massa igual a 250 g. Em virtude da reação, o pistão se 
desloca (a) horizontalmente e (b) verticalmente de 155 
cm contra a pressão externa de 105 kPa. Calcule o 
trabalho feito pelo sistema em cada caso. 
 [Resp.: (a) 895 J; (b) 899 J] 
a) W= -Pext ∆V = 105 x 103pa x 55,0 𝑐𝑚2 x 155 cm 
 = 895,125 J 
b) W= P∆V + fd = 895,125 + 2,5 x 1,55 = 899 J 
 
3. Em uma compressão isotérmica reversível de 52 mmols de 
um gás perfeito a 260 K, o volume do gás se reduz de 300 mL 
para 100 mL. Calcule w no processo. [Resp.: +123 J] 
N= 52 mols T= 260K Vi= 300 Vf= 100 W=? 
W = -nRT ln (vf / vi ) -- W= -52 x 8,3145 x 260 x ln(100/300) 
= +123 J 
 
4. Uma fita de 12,5 g de magnésio metálico é colocada em um 
bécher com ácido clorídrico diluído. Admitindo que o 
magnésio é o reagente limitante, calcule o trabalho realizado 
pelo sistema em consequência da reação. A pressão 
atmosférica é de 1,0 atm e a temperatura de 20,2 °C. [Resp.: 
-1,25 kJ] 
Mg (s) + 2HCl (aq) ---- MgCl2 (aq) + H2 (g) 
R= 8,31 J/mol.k 
n (Mg)= 𝑥 =
12,5
24,3
 = 0,514 mol 
W= ∆n.RT = 0,514 x 8,31 x 293,2 = 1,25 KJ 
5. Qual é a capacidade calorífica de um líquido cuja 
temperatura se eleva de 5,23 °C quando recebe 124 J de 
calor? [Resp.: 23,7 J·K -1] 
C= 
q
t
 C= 
124
t5,23
 C≈ 23,7 𝐽𝑘−1 
6. Quando adicionamos 229 J de energia, sob a forma de 
calor, a 3,00 mols de Ar(g), a volume constante, a 
temperatura do sistema aumenta de 2,55 K. Calcule as 
capacidades caloríficas molares, a volume e a pressão 
constante, desse gás. [Resp.: Cp,m = 38,2 J·K -1 ·mol-1; CV,m = 
29,9 J·K -1 ·mol-1] 
Cp= 
∆H
∆T
 = 
qp
∆T
 = 
+229 J
+ 2,55 K
 = 89,803 J/K 
Cpm = 
89,803 j/k
3,0 mol
 ≈ 29,9 J/K mol 
Cvm= Cpm – R >>>>> Cvm= 29,9-8,3145 = 21,6 j/k mol 
 
7. Em um experimento realizado para se determinar o valor 
calórico de um alimento uma amostra foi queimada em uma 
atmosfera de oxigênio e a temperatura do calorímetro subiu 
2,89 °C. A passagem de uma corrente de 1,27 A, a partir de 
uma fonte de 12,5 V, no mesmo calorímetro, por um tempo de 
157 s, elevou a temperatura em 3,88 °C. Qual é o calor 
liberado pela combustão do alimento? [Resp.: +1,86x103 J] 
1º Sabendo que o calor liberado pelo alimento é igual ao calor 
absorvido pelo calorímetro, então, Q calorímetro = C.∆T Q= 
2,89ºC 
2º Agora calculando a capacidade calorifica do calorímetro 
P= U. i >>> P= 12,5 V x 1,27 A P= 15,875 w 
E= P.T >>> E= 15,875 w X 157s E= 2492,375 J ou 2,49x𝟏𝟎𝟑 
J 
Q= C.∆T >>> Q= 2,49x103 J x 3,88 ≈ 6,42x𝟏𝟎𝟐J 
 
3º Substituindo de volta, 
Q= 2,98 ºC 
Q= 2,89 x ≈ 6,42x102J ≈ 1,86x103J 
 
8. Um animal de lab é obrigado a se exercitar em uma esteira 
ergométrica acoplada a um sistema de roldanas. No 
exercício, o animal ergue uma massa de 200 g a uma altura 
de 1,55 m. Para tanto, perde 5,0 J de energia como calor. 
Desprezando outras perdas e considerando o animal como 
um sistema fechado, qual é a variação de sua energia 
interna? [Resp.: -8,0 J] 
∆U = q+W 
q= -5,0 J (calor perdido para o ambiente) 
W<0 (Wexecutado sobre o ambiente) 
w=-mhg 
w=−200 𝑔 𝑥
1g
1000 Kg
 x 1,55 x 9,81 m/𝑠2 ≈ -3,04 J 
∆U = -5,0 J + ( -3,04J ) = -8,04 J 
Obs: 
1g
1000 Kg
 >> converteu g p/ Kg >> 200g = 0,2 Kg 
9. O dióxido de carbono, ainda que em pequena quantidade na 
atmosfera, desempenha importante papel na determinação 
das condições do tempo e na composição e temperatura da 
atmosfera. 
(a) Calcule a diferença entre a entalpia molar e a energia 
interna molar do dióxido de carbono, considerando como gás 
perfeito, a 1,00 atm e 298,15 K. 
(b) A entalpia molar aumenta ou diminui se considerarmos as 
forças intermoleculares? Para esse cálculo, considere o 
dióxido de carbono como um gás de Van der Waals. Dados: a 
= 3,59 atm·L 2 ·mol-2 , b = 0,043 L·mol-1 e Vm = 24 L·mol-1 . 
[Resp.: (a) 2,479 kJ·mol-1; (b) Diminui] 
∆H= ∆U+P∆V 
Se ñ temos transformação, retira-se os ∆, >> H=U+PV 
P/ calcular a diferença entre H e U, basta passar U para 
outro lado da equação >> H-U = PV 
Precisamos calcular PV p/ n=1 mol, p/ calcular a diferença 
da entalpia molar e energia interna molar. CO2 um gás ideal 
temos PV=nRT. 
PV = 1 mol x 8,3145 x 298,15 = 2,48 Kj mol-1 
 
10. Quando 3,0 mols de oxigênio são aquecidos sob pressão 
constante de 3,25 atm, sua temperatura aumenta de 260 K 
para 285 K. A capacidade calorífica molar do oxigênio, a 
pressão constante, é 29,4 J·K -1mol-1. Calcule q, w, ∆H e ∆U. 
[Resp.: q = +2,2 kJ; w = -0,6 kJ; ∆H = +2,2 kJ; ∆U = +1,6 kJ] 
q = mCc.∆T * ∆U=q+w 
q= 3,0 x 29,4 x 25 = +2,2 KJ * ∆U= 2,2 + (-0,6) 
q= +2,2 KJ * ∆U= + 1,6 KJ 
 
W= -nRT ∆H = q 
W= -3 x 8,3145 x 25 ∆H= 2,2 KJ 
W= -6235875 J = 0,6 KJ 
 
 
 Noções de Termodinâmica (Termoquímica) 
11.O isopropanol (2-propanol) é normalmente usado como 
“álcool de fricção”, para aliviar as dores causadas por 
contusões em práticas esportivas. Sua ação é devida ao 
efeito de resfriamento que acompanha a sua rápida 
evaporação quando aplicado sobre a pele. Uma amostra do 
álcool foi aquecida a ebulição em um experimento para 
determinar a sua entalpia de vaporização. A passagem de 
uma corrente de 0,812 A, proveniente de uma fonte de 11,5 V, 
por 303 s, provocou a vaporização de 4,27 g do álcool. Qual é 
a entalpia molar de vaporização do isopropanol? [Resp.: 
+39,8 kJ·mol-1] 
q= iVT >> = 0,312 A x 11,5 V x 303 s = 2,83 x103 J 
n= 
m
MM
 = 
4,27 g
60,1 g/mol
 = 0,071 mol 
∆Hvap = 
2,83 x103 J
 0,071 mol
 = 39859 J/mol 
∆Hvap = 39,86 KJ/mol 
 
12. Um projeto eficiente de plantas industriais para o 
processo química depende da habilidade do projetista em 
estimar e usar o calor produzido em uma etapa do processo 
para alimentar um outro processo. A entalpia padrão da 
reação: N2(g) + 3 H2(g)  2 NH3(g), é -92,22 kJ·mol-1. Qual 
é a variação de entalpia quando (a) 1,00 mol de N2(g) é 
consumido e (b) 1,00 mol de NH3(g) é formado? [Resp.: -46,11 
kJ] 
a) -92,22 KJ/mol de N2 consumido 
b) -92,22 KJ/mol __________2Mol NH3 
 x ___________________ 1 mol NH3 
 x = -46,11 KJ/mol 
13.As entalpias padrões de formação são encontradas com 
facilidade, mas precisamos, muitas vezes, das entalpias 
padrões de combustão. A entalpia padrão de formação do 
etilbenzeno é -12,5 kJ·mol-1. Calcule a sua entalpia padrão de 
combustão. [Resp.: -4564,7 kJ·mol-1] 
C8H10 +21/2 O2 ----8CO2 + 5H2O 
∆Hf (C8h10) = -12,5 KJ/mol ∆Hf (CO2) = -394 KJ/mol 
∆Hf (o2) = 0 ∆Hf (H2O) = -284 JK/mol 
[5 x (-284) + 8 x (-394) - (-12,5) = - 4560 KJ/mol 
 
14.Quando se queimam 320 mg de naftaleno, C10H8(s), em 
uma bomba calorimétrica, a temperatura se eleva de 3,05 °C. 
De quanto a temperatura se elevará na combustão de 100 mg 
de fenol, C6H5OH(s), no mesmo calorímetro e nas mesmas 
condições? Dados: ∆Hc,m(naftaleno) = -5157 kJ·mol-1; 
∆Hc,m(fenol) = -3054 kJ·mol-1 . [Resp.: 0,769 °C] 
 
n= 
m
MM
 = 
0,72 g
128,2 g/mol
 = 2,5 x103mol 
q1= n∆H = 2,5 x103mol x (-5157KJ/mol) 
q= -12,87 KJ 
C cal = 
q
∆T
 = 
−12,87 KJ
3,05 ºC
 = 4,22 KJ ºC 
n= 
0,1 g
91,11 g/mol
 = 1,06 x10−3mol 
q2= = 1,06 x10−3mol x (-3054 KJ/mol) = 3,25 KJ 
∆T= 
q2
Cc mol
 = 
3,25 KJ
4,22 KJ ºC
 = ∆T= 0,77 ºC 
 
15.O gás usado nos campings é basicamente constituído de 
propano. A entalpia padrão de combustão do gás propano é 
de -2220,00 kJ·mol-1, e a entalpia de vaporização do líquido é 
+15 kJ·mol-1. Calcule: (a) a entalpia padrão e (b) a energia 
interna padrão de combustão do líquido. [Resp.: (a) -2205 
kJ·mol-1; (b) -2200 kJ·mol-1] 
a) C3H8 (l) + 5 O2 (g) ---- 3CO2 (g) + 4H2 O (l) 
 ∆Hºc= -2220 KJ/mol 
b ) ∆Hº = ∆U + nRT 
 -2205 KJ/mol = ∆U + 3-50 mols x 8,3145 J/K mols x 
1 KJ
1000J
 
X 298 K ∆U° ≈-2200 KJ mol 
Obs: condição padrão= 1atm, 298K; gás ideal: PV= nRT; na 
reação de combustão do propano líquido foi considerada a 
formação de água líquida.