prova 2 - FQ

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UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ 
Departamento Acadêmico de Química e Biologia 
2ª AVALIAÇÃO DA DISCIPLINA DE FÍSICO-QUÍMICA 1 – ADNP – 05/11/2020 
INÍCIO: 10 h – TÉRMINO: 18 h 00 min 
INSTRUÇÕES: 
As respostas (contendo todos os cálculos e as respectivas justificativas) deverão ser postadas 
na sala da disciplina no Google Classroom até às 18 h 00 min do dia 05/11/2020. 
As resoluções deverão ser enviadas em um único arquivo pdf (não serão aceitas questões 
enviadas individualmente). Para a resolução de questões envolvendo gráficos, utilize o software 
matemático de sua preferência: SciDavies, Origin, Excel, etc. Por gentileza, certifique que no 
arquivo enviado a resolução dos exercícios esteja legível. 
Caso seja constatado alguma tentativa de irregularidade na resolução da avaliação, a nota que 
será atribuída aos alunos que cometerem este tipo de infração será igual a zero. 
 
Questão 01: Combinação entre a Primeira e a Segunda Leis da Termodinâmica 
(a) Classifique as informações a seguir como verdadeiras ou falsas, justificando o porquê 
da sua escolha: 
i. A equação ∆𝐺 = ∆𝐻 − 𝑇∆𝑆 é válida para todos os processos; 
ii. ∆𝐺 não pode ser determinado para um processo onde a temperatura varia. 
 
(b) Considerando-se que entropia do sistema é função da temperatura e da pressão, prove 
que 
𝑑𝑆 =
𝐶𝑝
𝑇
𝑑𝑇 − 𝛼𝑉𝑑𝑝 
 
OBS: apresente todas as considerações envolvidas. 
 
 
Questão 02: Equilíbrio de fases 
(a) Classifique as informações a seguir como verdadeiras ou falsas, justificando o porquê 
da sua escolha: 
i. A energia de Gibbs de 12 g de gelo a 0 oC e 1 atm é menor que a energia de 
Gibbs de 12 g de água líquida a 0 oC e 1 atm; 
ii. As temperaturas de ebulição e fusão (normais) do Ar são, respectivamente, 
87,3 K e 83,8 K. O ponto triplo está localizado em 83,8 K e 0,7 atm. 
Considerando-se estas informações, pode-se afirmar que a 87,3 K e 1,0 atm 
somente a fase líquida está presente. 
 
 
(b) Na tabela a seguir são fornecidos valores da pressão de vapor do CO2 sólido em 
diferentes temperaturas: 
T / oC -120,0 -110,0 -100,0 -90,0 
p / Torr 9,81 34,63 104,81 279,5 
 
i) Determine H de sublimação na região de temperatura fornecida; 
ii) Determine a pressão de vapor do CO2 a -75 oC. 
(c) Dados de pressão de vapor em função da temperatura são frequentemente 
representados pela equação de Antoine 
ln(𝑝/𝑇𝑜𝑟𝑟) = 𝐴 − 𝐵/ (
𝑇
𝐾
+ 𝐶) 
Onde A, B e C são constantes e K = 1 kelvin. A equação de Antoine é muito precisa em uma 
larga faixa de pressão de vapor, tipicamente entre 10 a 1500 Torr. Para a água, entre 11 oC a 
168 oC, as constantes de Antoine são A = 18,3036, B = 3816,44 e C = -46,13. 
i) Use a equação de Antoine para encontrar a pressão de vapor da água a 25 oC 
e a 150 oC. 
ii) Em seguida, utilize a equação de Antoine para calcular vapH a 100 oC. 
 
Questão 03: Equilíbrio Químico 
(a) Classifique as informações a seguir como verdadeiras ou falsas, justificando o porquê 
da sua escolha: 
i. A constante termodinâmica de equilíbrio, K, é sempre adimensional; 
ii. O valor de K para uma determinada reação em fase gasosa depende da 
temperatura e independe da composição inicial da mistura reacional. 
 
 
(b) Suponha que um sistema contenha inicialmente 0,300 mol de N2O4 (g) e 0,500 mol de 
NO2 (g) e o equilíbrio 
 
N2O4 (g) ⇌ 2NO2 (g) 
 
foi atingido a 25 oC e 2,00 atm. Determine a composição (em quantidade de substância) 
do sistema na condição de equilíbrio. 
OBS: apresente todas as considerações envolvidas.