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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ
INSTITUTO DE TECNOLOGIA
FACULDADE DE ENGENHARIA QUÍMICA
DISCIPLINA: INTRODUÇÃO A TERMODINÂMICA QUÍMICA
LISTA DE EXERCICIOS 2: PRIMEIRA LEI DA TERMODINÂMICA
BELÉM-PA
JAN/2021
LARISSA COIMBRA ALVES
LUCAS RAFAEL CAMPOS RAMOS
MARIELDA GÓIS LOPES
MIGUEL FERNANDO SARAIVA MAIA
RIAN CRISTIAN DOURO AMORIM
LISTA DE EXERCÍCIOS 2: PRIMEIRA LEI DA TERMODINÂMICA
Atividade apresentada ao curso de Engenharia Química como requisito para obtenção de conceito parcial na Disciplina Introdução a Termodinâmica Química, ministrada pelo professor:
Dr. Marcos Vínicios Pinto
BELÉM-PA
JAN/2021
EQUIPE 01: Sob pressão constante de 20 N/m2, um gás ideal evolui do estado A para o estado B, mostrado na figura abaixo, cedendo, durante o processo, 750 J de calor para o ambiente. Determine o trabalho realizado sobre o gás no processo e a variação de energia interna sofrida pelo gás.
V(m3)
Resolução:
P= 20 N/m2
Q= -750 J
W=?
∆U=?
Cálculo do trabalho W:
W-20 
W= 20.(5-20)
W= 20.(15)
W= -300
Cálculo da variação de energia interna ∆U:
∆U= Q-W
∆U= -750-(-300)
∆U= -450 J
EQUIPE 01: Quando o sistema passa do estado a ao estado b pelo caminho acb (figura ao lado), 90.0 J de calor são transferidos ao sistema, que por sua vez realiza 60.0 J de trabalho. 
a) Qual o calor transferido na trajetória adb se o trabalho efetuado é de 15.0 J? 
b) Quando o sistema retorna do estado b ao estado a pela trajetória curva, o módulo do trabalho realizado pelo sistema é de 35.0 J. O sistema absorve ou libera calor? Quanto? c) Se as energias internas nos estados a e d são, respectivamente, Ua = 0.0 J e Ud = 8.0 J, qual o calor absorvido nos processos ad e db?
Resolução:
a) Pela trajetória acb tem se que:
 ΔUacb = 90 – 60
 ΔUacb = 30 J = ΔUadb
 Pela trajetória adb tem se que:
 ΔUadb = Qadb - Wadb
 30 = Qadb - 15
 Qadb = 45 J
b) Pela trajetória ba tem se que:
 ΔUba = Qba - Wba
 -30 = Qba - (-35)
 -30 = Qba + 35
 Qba = -30 - 35
 Qba = -65 J
 E esse é o calor liberado.
c) ΔUad = Ud- Ua
 ΔUad = 8 J
 Como Wdb = 0
 Wad = Wadb = 15 J
 Então, no trajeto ad, o valor do calor absorvido é:
 ΔUad = Qad - Wad
 8 = Qad - 15
 Qad = 8 + 15 = 23J
 No trajeto db temos que:
 ΔUdb = ΔUadb - Ua
 ΔUdb = 30 - 8 = 22 J
 Sendo assim, o calor absorvido em db é igual a:
 ΔUdb = Qdb - Wdb
 22 = Qdb - 0
 Qdb= 22 J
TODOS: Um kg de água líquida a 25 ºC:
a) Passa por aumento de temperatura de 1 K. Qual é o valor de ΔU?
b) Passa por uma variação na elevação ΔZ. A variação na energia potencial é igual à variação ΔU na parte (a). Qual é o valor de ΔZ?
c) É acelerado do repouso até uma velocidade final v. A variação na energia cinética é igual à variação ΔU na parte (a). Qual o valor de v, em m/s?
Resolução:
Dados:
H2O liquida
Massa= 1 kg 
Temperatura= T1= 25°C
a) ΔT1: 1K
ΔU= ?
Conversão de unidade de temperatura:
T1= 25°C+ 273,15= 298,15 K
T2= 298,15+ 1= 299,15 K
A equação da energia interna é:
ΔU= Q+W
Para o cálculo de Q a equação é:
Q= m.c. ΔT
Onde o calor específico “c” tabelado é de 4184 J/Kg.K
Q= 1.4186. (299,15- 298,15)
Q= 4186.1= 4186 J/Kg.K
E como a água recebeu calor e não está realizando trabalho então:
W=0 e então ΔU=Q
ΔU= 4186+ 0
ΔU= 4186 J/Kg.K
b) Sabendo que:
Δz>
ΔEp= ΔU
E adotando-se g= 9, 81 m/s2
ΔEp=
ΔEp=
Substituindo temos:
4186=1. 9,81. 
Δz= 426,7074 m.kg
c) Sabendo que:
ΔEp= ΔU
ΔEc=
E substituindo, temos:
.2= 8372
= 91,4986 m/s
TODOS: Água líquida, a 180 ºC e 1.002,7 kPa, possui uma energia interna (em uma escala arbitrária) de 762,0 kJ/kg e um volume específico de 1,128 cm3/g.
a) Qual é a entalpia?
b) A água é levada ao estado vapor a 300 ºC e 1.500 kPa, onde a sua energia interna é de 2.784,4 kJ/kg, e o seu volume específico é igual a 169,7 cm3/g. Calcule ΔU e ΔH para esse processo.
Resolução:
Dados:
H2O liquida
Massa: 1 kg 
Temperatura: T1= 180°C
1.500 KPa
U= 762 KJ/Kg
Vesp=1,128 cm3/g
a) H=?
Conversão de unidade de volume especifico:
1, 128 cm3/g para 0,001128 m3/Kg 
H1=762+1002,7. 0,001128
H1= 762+ 1.1310456
H1= 763,131 KJ/Kg
b) Dados:
H2O vapor:
T2= 300 ºC e 1.500 kPa
U1 = 762 kJ/kg
U2 = 2.784,4 kJ/kg
Vesp= 169,7 cm3/g0,1697 m3/Kg
 
ΔU e ΔH= ?
ΔU= U2- U1
ΔU= 2.784,4- 762
ΔU= 2022,4 KJ/Kg
H2= U2+ P2V2
H2= 2.784,4+15000,1697
H2= 3038,95 KJ/Kg
ΔH H2H1
ΔH 3038,95763,131
ΔH 2275,819 KJ/Kg