Lista_de_Fsico_Qumica_I_2a_lei_2021

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Lista de Físico Química I – 
A Segunda Lei da Termodinâmica: Conceitos Fundamentais
01- As seguintes expressões foram usadas para estabelecer critérios para uma transformação espontânea: Stotal >0, dUS,V 0, dGT,p 0. Discuta a origem, o significado e a aplicabilidade de cada um destes critérios.
02 – Calcule a variação de entropia quando 50 kJ de energia na forma de calor, são transferidas reversivelmente e isotermicamente para um grande bloco de cobre a 0oC e a 70ºC.
03 – Calcule o S quando 2,00 mol de um gás perfeito diatômico, com Cp, m =R passa de estado a 25ºC e 1,50 atm para o estado a 135ºC e 7,00 atm. Explicar o sinal obtido para S.
04 – Um sistema constituído por 1,5 mol de CO2 (g), inicialmente a 15ºC e 9,0 atm é confinado num cilindro de seção reta e uniforme de 100,0 cm2, provido de um pistão móvel. O gás se expande adiabaticamente contra a pressão externa de 1,5 atm até que o pistão tenha se deslocado 15 cm. Vamos admitir que o dióxido de carbono tenha um comportamento de gás perfeito, com CV,m =28,8 Jk-1mol-1. Calcule a) q, b) w, c)U d)T e e)S.
05 – A entalpia de vaporização do metanol é 35,27 kJ/mol no seu ponto de ebulição normal de 64,1 oC. Calcule: a) a entropia de vaporização do metanol nessa temperatura e b) a variação de entropia nas vizinhanças do sistema.
06 – Calcule a energia de Gibbs da reação CO (g) + CH3OH (l) CH3COOH (l) a 298 k a partir das entropias padrão e das entalpias padrão de formação dos compostos. Consultar o Handbook, ou Apêndices de livros de Físico-Química.
07 – Uma certa máquina térmica opera entre 1000 K e 500 K. A) Qual a eficiência máxima da máquina? B) Calculo o trabalho máximo que pode ser feito para cada 1,0 kJ de calor cedido pela fonte quente. C) que quantidade de calor é lançado no sumidouro frio para cada 1,0 kJ de calor cedido pela fonte quente se a operação da máquina for reversível?
Considere as seguintes fórmulas para os cálculos
 
08 Calcule a variação da energia de Gibbs de 25g de metanol (massa específica = 0,791 g/cm3) quando a pressão aumenta isotermicamente de 100 kPa até 100 MPa. Considere para resolver este exercício T = Coeficiente de compressibilidade isotérmica = 1,26x10-9 Pa-1.
 
09 –a) Calcule a diferença entre a entropia molar da água líquida e do gelo a -5ºC, e b) a entropia molar da água líquida e a do seu vapor a 95ºC e 1,00 atm. A diferença entre as capacidades caloríficas na fusão é 37,3 JK-1mol-1 e na vaporição é 41,9 JK-1mol-1. Distinga claramente as variações de entropia da amostra, das vizinhanças e a variação total e discuta a espontaneidade das transições nas duas temperaturas.Considere o ciclo termodinâmico informado para facilitar sua análise.
10) Um bloco de cobre com massa de 2,00 kg (Cp,m = 24,44 JK-1mol-1) e temperatura de 0oC é colocado num vaso isolado no qual está 1,00 mol de H2O(g) a 100ºC e 1,00 atm. Admitindo que todo o valor de água seja condensado a água, qual a temperatura final do sistema, a quantidade de calor transferida da água para o cobre, a variação de entropia da água, a variação de entropia do cobre e a variação total de entropia?
11) O fluido operante de um ciclo de Carnot (onde processos ocorrem de forma reversível) é 1,00 mol de um gás perfeito monoatômico no seu estado inicial de 10,0 atm e 600 K. O gás se expande isotermicamente até a pressão de 1,00 atm (processo 1) e depois adiabaticamente até a temperatura de 300 K (processo 2). Essa expansão é seguida por uma compressão isotérmica (processo 3) e depois por uma compressão adiabática (processo 4) até ser atingido o estado inicial. Calcule os valores de q, w, U, H, S,S, Stotal e G em cada processo e no ciclo todo.
 
12) A capacidade calorífica molar do chumbo varia com a temperatura conforme a tabela a seguir
	T/K
	10
	15
	20
	25
	30
	50
	70
	100
	150
	200
	250
	298
	Cp,m/JK-1mol-1
	2,8
	7,0
	10,8
	14,1
	16,5
	21,4
	23,3
	24,5
	25,3
	25,8
	26,2
	26,6
Calcule a entropia padrão para o chumbo a a) 0ºC e b) a 25ºC. Considere:
Sm (0) = 0 
dissipado
fornecido
q
q
w
-
=
max
2
7
heat
cold
T
T
-
=
1
e
fornecido
q
w
.
max
e
=