RESUMÃO_TERMODINÂMICA

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FÍSICO-QUÍMICA I/ Andréia Alves de Lima, organizadora. – SP : Pearson Education do Brasil,2014. – (Série Bibliográfica Universitária Pearson)
São consideradas espontâneas as reações que acontecem sem a necessidade de uma ação externa. Ou seja, a energia envolvida neste processo pode ser transferida entre o sistema e a vizinhança ou convertida de uma forma à outra, mas a energia total permanece constante (exemplo: água + gesso).
ΔU = Q + τ
ΔU é a variação na energia interna de um sistema
Q é o calor absorvido da vizinhança pelo sistema
τ é o trabalho realizado no sistema pela vizinhança
combustão do metano....formando CO2 e água não acontece de forma espontânea reversivelmente
Quando há o aumento do número de mols do gás, ocorre o aumento da entropia. O inverso também é verdadeiro.
Trabalho em uma Transformação Isobárica
A transformação isobárica, como o nome diz, é uma transformação em que variam somente o volume e a temperatura de um gás, sendo a pressão mantida constante.
Caso haja uma expansão (aumento de volume) o trabalho será positivo; em caso contrário, numa contração do gás, o trabalho será negativo.
Energia Interna dos Gases
Um gás que possua uma temperatura diferente do zero absoluto (0K) possui uma energia cinética interna representada pela energia cinética de suas partículas em movimento:
Transformação isotérmica (sem variação de temperatura)
ΔU = ZERO Q= τ
ΔU = 0 = Q – τ ⇒ Q = τ
Ou seja, na transformação isotérmica todo calor cedido pelo meio é transformado em trabalho de expansão do gás e, mesmo não havendo variação de temperatura, há troca de calor com o meio externo.
Transformação isobárica (sem variação de pressão)
O calor externo será:
Transformação isocórica (sem variação de volume)
 τ = ZERO ΔU = Q
Transformação adiabática (sem troca de calor com o ambiente externo)
 Q = ZERO ΔU = – τ
ΔU = 0 − τ ⇒ Δu = − τ
Transformação Adiabática: nela, não há trocas de calor. Normalmente, acontece quando há uma expansão ou contração muito rápida de um gás (por exemplo, ao usarmos um frasco de desodorante aerossol). Assim, temos que:
ΔU = 0 − τ ⇒ Δu = − τ
Ou seja, todo o trabalho associado ao gás é transformado em energia interna. Mas note que o sinal de menos nos leva a uma conclusão: 
- Se o gás é comprimido, o trabalho é negativo. Logo a variação de energia interna é positiva e o gás esquenta;
- Se o gás se expande, o trabalho é positivo. Logo a variação de energia interna é negativa e o gás esfria. Por isso sentimos o desodorante gelado após o uso.
Um gás é submetido a um processo sob pressão constante de 400 N/m2 e sofre uma redução de seu volume em 0,25 m3. Assinale aquilo que for FALSO:
a) a quantidade de trabalho realizada sobre o gás foi de - 100 J;
b) a variação da energia interna é de -150 J;
c) o gás recebe 250 J de calor;
d) o gás cede 250 J de calor;
e) a variação de temperatura desse gás é negativa;
Letra C
a) Verdadeiro – Basta calcularmos o trabalho com a expressão:
De forma que:
b) Verdadeiro – Para calcular a variação da energia interna, utilizamos a relação:
Dessa forma, temos que:
c) Falso – Para calcular a quantidade de calor envolvida no processo, basta utilizar a 1ª Lei da Termodinâmica:
Sendo assim, temos que:
Como calculamos a quantidade de calor como uma quantidade negativa, podemos dizer que o gás está cedendo calor para o meio externo.
d) Verdadeiro – A quantidade de calor cedida pelo gás é de -250 J.
e) Verdadeiro – A quantidade de calor e a variação de temperatura são grandezas diretamente proporcionais, ou seja, uma quantidade de calor positiva causa uma variação de temperatura positiva e vice-versa.
Em uma transformação isobárica, o volume de um gás ideal aumenta de 100 L para 200 L, sob pressão de 10 N/m2 . Durante o processo, o gás recebe do ambiente 8 J de calor. A variação da energia interna do gás é: a) 1000 J b) 7 J c) 990 J d) 10 J e) 8 J
Uma amostra de 6,56g de argônio gasoso ocupa um volume de 18,5L a 305K.
a) Calcule o trabalho quando o gás se expande isotermicamente contra pressão externa constante de 7,7KPa até seu volume
aumentar de 2,5L.
b) Calcule o trabalho realizado se a expansão fosse reversível.
Um gás ideal em equilíbrio termodinâmico tem pressão de 1,0 × 105 N/m² , volume de 2,0 × 10−3 m³ e temperatura de 300K. O gás é aquecido lentamente a pressão constante recebendo uma quantidade de 375J de calor até atingir um volume de 3,5 × 10−3 m³, no qual permanece em equilíbrio termodinâmico.
 a) Calcule a temperatura do gás em seu estado final de equilíbrio. b) Calcule a variação da energia interna do gás entre os estados inicial e final. a) Tf = 525K, b)(U=225J;
Sobre um sistema, realiza-se um trabalho de 3000 J e, em resposta, ele fornece 1000cal de calor durante o mesmo intervalo de tempo. A variação de energia interna do sistema, durante esse processo, é, aproximadamente: (considere 1,0 cal = 4,0J) a) –1000J b) +2000J c) –4000J d) +4000J e) +7000J
No estudo da Termologia chamamos de transformações adiabáticas aquelas transformações gasosas onde não há troca de calor com o meio externo. Sendo assim, na transformação adiabática o calor é zero.
Q = 0
Se aplicarmos a Primeira Lei da Termodinâmica, temos:
Q =  ∆U+τ
∆U = - τ
Mas o que significa não haver troca de calor entre o meio externo? Significa que se porventura ocorrer uma expansão 
asosa e o gás realizar um trabalho de 300 J, não havendo troca de calor com o meio, a variação da energia interna do gás será negativa, portanto, teremos:
∆U = - 300 J
(0,75 pto.) O consumo de água de uma casa é de cerca de 0,5m³/dia. Pretende-se aquecer esta demanda a 60°C (Tinicial= 10°C) pela queima de propano. Admitindo-se que não haja perda de calor para o ambiente (e que haja combustão completa), calcule o volume (m³) necessário deste gás para que o aquecimento possa ser realizado.
Dados: dpropano= 580kg/m³ 
calor específico da água = 1kcal/g. °C 
C3H8(g) = – 25kcal/mol
H2O(g) = – 58kcal/mol
CO2(g) = – 94kcal/mol