lista de exercício SEGUNDA E TERCEIRA LEI.pdf

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE DEPARTAMENTO DE CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS PROFESSOR: Luís Eduardo Almeida II LISTA DE EXERCÍCIOS DE TERMODINÂMICA DE MATERIAIS 1. Calcule a entropia molar de uma amostra a volume constante do Ne em 500K sabendo- se que esta amostra tem entropia igual 146,22 J K -1 mol -1 em 298 K. 2. Calcule o S (para o sistema) quando 3,00 mol de um gás perfeito monoatômico, que tem CP,m = 5/2 R, é aquecido e comprimido de 25ºC e 1atm para 125ºC e 5,0atm. Discuta o sinal de S. 3. 25g de uma amostra de gás metano em 250K e 18,5atm expande-se isotermicamente até a pressão de 2,5atm. Calcule a mudança de entropia do gás. 4. Uma amostra de gás perfeito que inicialmente ocupa 15,0L em 250K e 1,00atm é comprimido isotermicamente. Para que volume deve decrescer o gás para reduzir a entropia de 5,0 J. K -1 ? 5. Calcule a energia padrão de Gibbs da reação: 4HCl(g) + O2(g) 2Cl2(g) + 2H2O (l), em 298K . Procure em tabelas apropriadas os valores de Sº e Hº. 6. Considere um sistema consistindo de 2,0 mol de CO2(g), inicialmente em 25ºC em 10atm confinado em um cilindro de 10 cm 2 de área. Este gás se expande adiabaticamente contra uma pressão externa de 1,0atm até que o piston se mova para cima 20cm. Assuma que o CO2 é um gás perfeito e que CV,m = 28,8 J K -1 mol -1 . Calcule (a) q, (b) W, (c) U, (d) T, (e) S. 7. Calcule a diferença de entropia molar (a) entre a água líquida e gelo em –5ºC, (b) entre água líquida e seu vapor em 95ºC em 1,00 atm. As diferenças das capacidades caloríficas de fusão e vaporização são 37,3 J K -1 mol -1 e na vaporização é -41,9 JK -1 mol -1 respectivamente. Diferencie as mudanças de entropia da amostra, das vizinhanças e total do sistema e discuta a espontaneidade das transições nas duas temperaturas. 8. Um ciclo de Carnot usa 1,00 mol, de um gás monoatômico perfeito saindo de um estado inicial de 10,0 atm e 600 K. Há uma expansão isotérmica para a pressão de 1,00 atm (passo 1) e, então, uma expansão adiabática para a temperatura de 300 K (passo 2). Esta expansão é seguida por uma compressão isotérmica (passo 3), e então uma compressão adiabática (passo 4) voltando ao estado inicial. Determine os valores de q, W, U, H, S (de cada passo) , Stot . 9. Um mol de gás perfeito em 27ºC é expandido isotermicamente de uma pressão inicial de 3,00 atm para uma pressão final de 1,00 atm por dois caminhos (1) reversivelmente, e (2) contra uma pressão externa de 1,00 atm. Calcule a temperatura final e q, W, H, S (de cada passo), Stot . 10. Calcule a energia de Helmholtz de formação, A o frm do CH3OH(l) em 298 K da sua energia de Gibbs formação padrão e assuma que o H2 e o O2 são gases perfeitos. 11. Quando a pressão em uma amostra de 35g de um líquido é aumentada isotermicamente de 1 atm para 3000 atm, a energia de Gibbs aumenta de 12KJ. Calcule a densidade do líquido. 12. Quando 2,00 mol de um gás em 330 K e 3,50 atm é submetido a uma compressão isotérmica, sua entropia decresce para 25,0 J K -1 . Calcule a pressão final do gás e G para a compressão.

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE DEPARTAMENTO DE CINCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS PROFESSOR: Lus Eduardo Almeida II LISTA DE EXERCCIOS DE TERMODINMICA DE MATERIAIS 1.Calcule a entropia molar de uma amostra a volume constante do Ne em 500K sabendo-se que esta amostra tem entropia igual 146,22 J K-1 mol-1 em 298 K. 2.Calcule o S (para o sistema) quando 3,00 mol de um gs perfeito monoatmico, que tem CP,m = 5/2 R, aquecido e comprimido de 25C e 1atm para 125C e 5,0atm. Discuta o sinal de S. 3.25g de uma amostra de gs metano em 250K e 18,5atm expande-se isotermicamente at a presso de 2,5atm. Calcule a mudana de entropia do gs. 4.Umaamostradegsperfeitoqueinicialmenteocupa15,0Lem250Ke1,00atm comprimidoisotermicamente.Paraquevolumedevedecrescerogsparareduzira entropia de 5,0 J. K-1? 5.Calcule a energia padro de Gibbs da reao: 4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O (l), em 298K . Procure em tabelas apropriadas os valores de S e H. 6.Considere um sistema consistindo de 2,0 mol de CO2(g), inicialmente em 25C em 10atm confinado em um cilindro de 10 cm2 derea. Este gs se expande adiabaticamente contra uma presso externa de 1,0atm at que o piston se mova para cima 20cm. Assuma que o CO2 um gs perfeito e que CV,m = 28,8 J K-1 mol-1. Calcule (a) q, (b) W, (c) U, (d) T, (e) S. 7.Calcule a diferena de entropia molar (a) entre a gua lquida egelo em 5C, (b) entre gua lquida e seu vapor em 95C em 1,00 atm. As diferenas das capacidades calorficas defusoevaporizaoso37,3JK-1mol-1enavaporizao-41,9JK-1mol-1 respectivamente. Diferencie as mudanas de entropia da amostra, das vizinhanas e total do sistema e discuta a espontaneidade das transies nas duas temperaturas. 8.Um ciclo de Carnot usa 1,00 mol, de um gs monoatmico perfeito saindo de um estado inicialde10,0atme600K.Humaexpansoisotrmicaparaapressode1,00atm (passo 1) e, ento, uma expanso adiabtica para a temperatura de 300 K (passo 2). Esta expanso seguida por uma compresso isotrmica (passo 3), e ento uma compresso adiabtica (passo 4) voltando ao estado inicial. Determine os valores de q, W, U, H, S (de cada passo) , Stot . 9.Um mol de gs perfeito em 27C expandido isotermicamente de uma presso inicial de 3,00 atm para uma presso final de 1,00 atm por dois caminhos (1) reversivelmente, e (2) contra uma presso externa de 1,00 atm. Calcule a temperatura final e q, W, H, S (de cada passo), Stot . 10. Calcule a energia de Helmholtz de formao, Aofrm do CH3OH(l) em 298 K da sua energia de Gibbs formao padro e assuma que o H2 e o O2 so gases perfeitos. 11. Quando a presso em uma amostra de 35g de um lquido aumentada isotermicamente de 1 atm para 3000 atm, a energia de Gibbs aumenta de 12KJ. Calcule a densidade do lquido. 12. Quando2,00moldeumgsem330Ke3,50atmsubmetidoaumacompresso isotrmica,suaentropiadecrescepara25,0JK-1.CalculeapressofinaldogseG para a compresso.