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Segunda Lei da Termodinâmica - Exemplos 
 
Exemplo 1: A temperatura de uma amostra de gás nitrogênio de volume 20,0 L em 5,0 kPa 
aumenta de 20°C até 400°C em volume constante. Qual é a variação de entropia do nitrogênio? 
Considere que o comportamento do gás é ideal, CV,m = 20,81 J.K-1.mol-1 e R = 8,314 L.kPa.K-1.mol-1. 
 
Exemplo 2: Qual é a variação de entropia do gás quando 1,0 mol de N2 se expande 
isotermicamente de 22,0 L até 44,0 L? 
 
Exemplo 3: Calcule a entropia da mistura de 10,0 L de N2 com 3,50 L de N2O a 300 K e 0,550 atm. 
Admita que o volume final seja igual ao somatório dos volumes individuais. 
 
Exemplo 4: Qual substância apresenta maior entropia sob condições padrão? Explique seu 
raciocínio. 
(a) NO2 (g) ou N2O4 (g) 
(b) I2 (g) ou I2 (s) 
(c) 1 mol de CO2(g) em 25°C e 1 bar, ou 1 mol de CO2(g) em 25°C e 3 bar 
(d) 1 mol de He(g) em 25°C, ou 1 mol He(g) em 100°C, no mesmo recipiente 
 
Exemplo 5: Calcule as variações de entropia padrão para os processos a seguir. Os cálculos 
concordam com as previsões? 
(a) Evaporação de 1,00 mol de etanol líquido a vapor de etanol: C2H5OH (ℓ)  C2H5OH (g). 
(b) A oxidação de um mol de vapor de etanol: C2H5OH (g) + 3 O2 (g)  2 CO2 (g) + 3 H2O (g). 
S°(J/K.mol): C2H5OH (ℓ) 160,7; C2H5OH (g) 282,7; O2 (g) 205,1; CO2 (g) 213,7; H2O (g) 188,8. 
 
Exemplo 6: Demonstre que o resfriamento de um corpo quente é um processo irreversível e 
espontâneo. 
 
Exemplo 7: Classifique as reações como espontâneas ou não espontâneas. Caso o resultado seja 
depende da temperatura determine em qual temperatura torna o processo espontâneo. 
Reação ΔH (kJ) ΔS (J/K) 
(a) 2 Fe2O3 (s) + 3 C (grafite)  4 Fe (s) + 3 CO2 (g) + 467,9 + 560,7 
(b) C (grafite) + O2 (g)  CO2 (g) - 393,5 + 3,1 
 
Exemplo 8: Calcule a variação de energia livre padrão, ΔG°, para a formação do metano a 298K: 
C (grafite) + 2 H2 (g)  CH4 (g) 
 
Exemplo 9: A seguinte reação é preparada com as quantidades iniciais de cada substância 
relacionadas abaixo: 
 6 H2 + P4  4 PH3 
18 mol 2 mol 1 mol 
Em cada uma das situações, mostre que não importa qual espécie é usada para determinar ξ. 
(a) Todo o P4 reage para formar produtos. 
(b) Todo o PH3 reage para formar reagentes. 
 
Exemplo 10: Considere a reação abaixo ocorrendo a 25°C: 
2 H2 (g) + O2 (g)  2 H2O (g) 
Em um sistema em que pH2 = 0,775 bar, pO2 = 2,88 bar e pH2O = 0,556 bar, determine ∆Greação. 
 
Exemplo 11: Para a reação em fase gasosa 
CH3COOC2H5 + H2O  CH3COOH + C2H5OH 
a constante de equilíbrio é 4,0 a 120°C. 
(a) Se a reação começar com 1,0 bar de acetato de etila e água em um recipiente de 10,0 L, qual 
será a extensão da reação no equilíbrio? 
(b) Qual é o ∆Greação no equilíbrio? Explique. 
(c) Qual é o ∆G°reação no equilíbrio? Explique. 
 
Exemplo 12: A dimerização de uma proteína tem as seguintes constantes de equilíbrio, às 
seguintes temperaturas K (4°C) = 1,3 x 107, K (15°C) = 1,5 x 107. Calcule a entalpia padrão de 
reação para este processo. 
 
Exemplo 13: Identifique o número de componentes e fases que formam cada sistema abaixo. 
(a) Um sistema contendo gelo e água. 
(b) Uma solução 50% de água e 50% de etanol. 
(c) Uma bomba calorimétrica contendo uma pastilha de ácido benzóico sólido e oxigênio gasoso. 
(d) A mesma bomba calorimétrica depois da explosão, na qual ácido benzóico é convertido em CO2 
gasoso e água líquida, considerando excesso de oxigênio. 
 
Exemplo 14: Determine se os potenciais químicos das duas fases apresentadas a seguir são iguais 
ou diferentes. Se forem diferentes, diga qual dos dois é o mais baixo. 
(a) H2O (ℓ) ou H2O (g) a 90°C e 1 atm. 
(b) H2O (ℓ) ou H2O (g) a 100°C e 1 atm. 
(c) H2O (ℓ) ou H2O (g) a 110°C e 1 atm. 
(d) O2 (g) ou O3 (g) a 25°C e 1 atm. 
 
Exemplo 15: Dentre CH3CHO e CH3CH2CH3, que substância tem a pressão de vapor mais alta? 
 
Exemplo 16: A pressão de vapor do etanol a 34,9°C é 13,3 kPa e a entalpia de vaporização é 43,5 
kJ/mol. Estime o ponto de ebulição normal do etanol. 
 
Exemplo 17: A pressão parcial de oxigênio é 0,21 atm ao nível do mar e kH = 1,3 x 10-3 mol.L-1.atm-1 
em 20°C. Calcule a massa de oxigênio dissolvida em um litro de água. 
 
 
 
 
 
Exemplo 18: Uma solução saturada de nitrato 
de potássio, KNO3, constituída, além do sal, por 
150 g de água, está à temperatura de 40°C. Essa 
solução é resfriada a 10°C, ocorrendo 
precipitação de parte do sal dissolvido. Calcule 
(a) a massa do sal que precipitou e (b) a massa 
do sal que permaneceu em solução. 
 
Exemplo 19: Calcule a pressão de vapor da 
água, em 20°C, em uma solução preparada pela 
dissolução de 10,00 g de sacarose (C12H22O11), 
em 100,0 g de água. Pressão de vapor da água 
pura em 20°C é 17,54 mmHg. 
 
Exemplo 20: Determine em que temperatura congela uma solução 0,20 mol/kg do analgésico 
codeína em benzeno sendo kc = 5,12 K.kg.mol-1 e seu ponto de congelamento 5,5°C. 
 
Exemplo 21: Uma solução 1,0% de NaCℓ, em massa, tem ponto de congelamento – 0,593°C. (a) 
Estime o fator van’t Hoff a partir dos dados. (b) Determine a molalidade total de todas as espécies 
de soluto. (c) Calcule a percentagem de dissociação do NaCℓ nessa solução. Para a água kc = 1,86 
K.kg.mol-1. 
 
Exemplo 22: A pressão osmótica devida a 2,2 g de polietileno dissolvido no benzeno necessário 
para produzir 100 mL de solução foi 1,1 x 10-2 atm, em 25°C. Calcule a massa molar média do 
polímero. Ele não é um eletrólito. 
 
Exemplo 23: Determine a atividade de água de um molho de tomate com 66,5% de umidade e 
29,15% de sólidos solúveis sendo: 13,04% de cloreto de sódio, 15,09% de sacarose e 71,87% de 
glicose.