exercicio 5

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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA 
Disciplina: Química Geral 
Professor: Paula Valença 
 Aluno: Macelino Juracelho G. P. Junior 
 
Lista de exercícios - Termodinâmica 
1. Uma amostra de gás em um cilindro consome 524 kJ de calor. Ao mesmo tempo, um pistão 
comprime o gás e realiza 340 kJ de trabalho. Qual é a variação de energia Interna do gás 
durante o processo? 
∆U = Q + W 
∆U = 524 + 340 = 864kJ 
∆U = 864kJ 
 
 
2. A energia interna de um sistema aumentou 982 J quando ele absorveu 492 J de calor. a) O 
trabalho foi realizado contra ou a favor do sistema ? b) Quanto trabalho foi realizado? 
∆U = q + w 
 982J + w 
 w = 982J – 492J 
 w = + 490J 
a) trabalho realizado favor do sistema. 
 b) w = 490J 
3. Um gás em um cilindro foi colocado em um aquecedor e ganhou 5500 kJ de calor. Se o volume 
do cilindro aumentou de 345 ml para 1846 ml contra uma pressão atmosférica de 750 torr 
durante o processo, qual é a variação de energia interna do gás no cilindro? 
∆U = q + w 
Wexpansão = - P ext . ∆U 
750 torr = 750 . 133,32 Pa = 99990 Pa ≈ 105 Pa 
1ml = 10-6m³ 
wexpansão = - 10
5 Pa . (1846 - 345). 10-6m³ 
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wexpansão = - 150,1J 
q = +5500 
∆U = 5500 – 150,1 = 5349,9J 
4. Calcule o calor que deve ser fornecido a uma chaleira de cobre de massa 500 g, que contém 750 
g de água, para aumentar sua temperatura de 23ºC até o ponto de ebulição de água 100ºC. 
qchaleira = 500g . 0,091cal/g.ºC .(100ºC – 23ºC) 
qchaleira = 3503,5 cal 
qagua = 750g . 1cal/g.ºC . (100ºC – 23ºC) 
qagua = 57750 cal 
qtotal = 61253,5 cal 
61,25 Kcal 
5. Calcule o trabalho em cada um dos seguintes processos, começando com uma amostra de gás 
em um sistema com pistão com T = 305 K, P = 1,79 atm e V = 4,29 L. 
Volune inicial = 4,29L. Volume final = 6,25L. Pressão extarna = 1,0 atm. 
w = - 1,96L.atm . 101,325J/1L.atm = -198,597J 
w = -2,303nRTlog(Vfinal/Vinicial) 
R = 0,0821L . atma . K-1. Mol-1 T = 305 K, V = 4,29L e P = 1,79atm 
n = 1,79 . 4,29/0,0821 . 305 n = 0,31mol 
R = 8,312J.K-1.mol-1 T = 305K, V1 = 4,29L, V2 = 6,52L, P = 1,79atm V = 6,52L 
w = -2,303 . 0,31 . 0,0821 . 305 log (6,52/4,29) = - 326,0J 
a) Expansão irreversível contra a pressão externa constante de 1 atm, até o volume final 6,52 L 
- 198,6J 
b) Expansão reversível isotérmica até o volume final 6,52 L. 
- 326J 
6. Em uma certa reação, em pressão constante, H = - 15 kJ, e 22 kJ de trabalho de expansão foi 
realizado pelo sistema. Qual é o valor de U no processo. 
DU = energia recebida – energia cedida 
DU = 0 – (15 + 22) 
DU = - 37kJ 
7. O calor específico do cobre metálico é 0,385 J/g.K. Quantos Joules de calor são necessários 
para aumentar a temperatura de um bloco de 1,42 kg de cobre de 25 para 88,5°C? 
25ºC = 298K, 88,5ºC = 361,5K 
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∆T = 361,5K – 298K 
∆T = 63,5K 
Q = m . c . ∆T 
Q = 1420g . 0,385J/g.K . 63,5K => Q = 34,715,45J 
8. Dadas as seguintes equações: 
 
P4(s) + 3O2(g) → P4O6(s) ΔH = -1.640,1kJ 
P4(s) + 5O2(g) → P4O10(s) ΔH = -2.940,1kJ 
 P4O6(s) -> P4(s) + 3 O2 ∆H = -1640,1kJ . (-1) 
=> + 1640,1kJ 
- 1640,1 + 1640,1 = 0kJ 
 Calcule a variação de entalpia para a reação: 
 
P4O6(s) + 2O2(g) → P4O10(s) ΔH = ? kJ 
 ΔH = 0kJ 
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9. A partir das entalpias de reação: 
 
H2(g) + F2(g) → 2HF(g) H = - 537kJ(2) 
C(s) + 2F2(g) → CF4(g) H = - 680kJ (2) 
2C(s) + 2H2(g) → C2H4(g) H = + 52,3 KJ(-1) 
 
 C2H4(g) → 2C(s) + 2H2(g) H = -52,3kJ 
2H2(g) + 2F2(g) → 4HF(g) H = - 1074kJ 
2C(s) + 4F2(g) → 2CF4(g) H = - 1360kJ 
 
Calcule o H para a reação do etileno com F2: 
C2H4 (g) + 6F2(g) → 2CF4(g) + 4HF(g) 
 ∆H = -52,3+(-1074)+(-1360) = 2486,3kJ 
 
10. Usando valores tabelados, calcule a variação de entalpia padrão para cada uma das seguintes 
reações: 
a) 2SO2(g) + O2(g) → 2SO3(g) 
b) Mg(OH)2(s) → MgO(s) + H2O(l) 
c) 4FeO(s) + O2(g) → 2Fe2O3(s) 
d) SiCl4(l) + 2 H2O(l) → SiO2(s) + 4HCl(g) 
 
11. Calcule a entalpia de formação padrão da reação da oxidação do dióxido de enxofre a trióxido 
de enxofre na reação 
2S(s) + 3O2(g) → 2SO3(g) ∆H = - 791,44kJ mantida. 
2SO2(g) → 2S(s) + 2O2(g) ∆H = + 593,66kJ invertida e multiplicada por 2. 
∆H = - 791,44 + (593,66) = - 197,78kJ 
2SO2(g) + O2(g) → 2SO3(g) ∆H = - 197,78kJ Exotérmica. 
 
 
12. Calcule a entalpia de reação da síntese do gás cloreto de hidrogênio H2(g) + Cl2(g) → 2HCl(g) a 
partir das seguintes informações: 
 NH3(g) + HCl(g) → NH4Cl(s) H = -176,0 kJ (-2) 
 N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g) H = -92,22 kJ (-1) 
 N2(g) + 4H2(g) + Cl2(g) → 2NH4Cl(s) H = -628,86 kJ (mantida) 
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 2NH4Cl(s) → 2NH3(g) + 2HCl(g) H = + 352kJ 
 
 2NH3(g) → N2(g) + 3H2(g) H = + 92,22kJ 
 
 N2(g) + 4H2(g) + Cl2(g) → 2NH4Cl(s) H = -628,86 kJ 
 
 H2(g) + Cl2(g) → 2HCl(g) H = 352 + 92,22 + (-628,86) = - 184,64kJ 
13. Determine o valor da variação de entropia do sistema de cada uma da seguintes reações, 
dizendo se o processo é espontâneo ou não. Use os valores da S° encontrados na tabela em 
anexo. 
a) 2SO2(g) + O2(g) → 2SO3(g) 
 
b) CO(g) + 2H2(g) → CH3OH(l) 
 
c) FeCl2(g) + H2(g) → Fe(s) + 2HCl(g) 
 
15. Para determinada reação química, H° = -35,4 kJ e S° = -85,5J/K. 
a) A reação é exotérmica ou endotérmica? 
É exotérmica. 
b) A reação leva ao aumento ou diminuição da desordem no sistema? 
A uma diminuição 
 
6 
c) Calcule G° para a reação a 298 K. 
d) A reação é espontânea a 298K? 14. 
 Sim 
16. Para determinada reação química, H° = -19,5 kJ e S° = +42,7 J/K. 
a) A reação é exotérmica ou endotérmica? 
É endotérmica. 
b) A reação leva ao aumento ou diminuição da desordem no sistema? 
A um aumento. 
c) Calcule G° para a reação a 298 K. 
d) A reação é espontânea 298K? 
 Não