Termodinâmica Lista de Problemas 2.1

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1 Termodinâmica Lista de Problemas Termodinâmica Lista de Problemas 2.1 Departamento de Física de Ji-Paraná Universidade Federal de Rondônia Prof. Marco Polo Questão 01 Calcule o calor liberado por 5,025 g de Kr(g), em 0,400 atm, que esfria de 97,6 C, (a) em pressão constante e (b) em volume constante. Suponha que o criptônio comporta-se com um gás ideal. Questão 02 A contribuição dos modos vibracionais de alta temperatura para a capacidade calorífica molar de um sólido em volume constante é R para cada modo de vibração. Portanto, para um sólido monoatômico, a capacidade calorífica molar em volume constante é aproximadamente 3R. A capacidade calorífica específica de um determinado sólido monoatômico é 0,392 J/(K.g). O cloreto desse elemento (XCl 2 ) contém 52,7% de cloro em massa. Identifique o elemento Questão 03 (a) Em seu ponto de ebulição, a vaporização de 0,579 mol de CH 4 (l) requer 4,76 kj de calor. Qual é a entalpia de vaporização do metano? (b) Um aquecedor elétrico foi imerso em um frasco de etanol, C 2 H 5 OH, em ebulição e 22,45 g de etanol foram vaporizados quando 21,1 kj de energia foram fornecidos. Qual é a entalpia de vaporização do etanol? Questão 04 Quanto calor é necessário para converter 80,0 g de gelo, que está em 0,0 C, em água, em 20 C (veja as tabelas 7.2 e 7.3 do livro-texto adotado)?

2 Termodinâmica Lista de Problemas Questão 05 Coloca-se em cubo de gelo 50,0 g, em 0 C, em um copo que contém 400,0 g de água, em 45,0 C. Qual é a temperatura final do sistema (veja as tabelas 7.2 e 7.3 do livro-texto)? Suponha que não há perda de calor para a vizinhança. Questão 06 Os dados seguintes foram obtidos para um novo composto usado em cosméticos: H fus = 10, 0 kj/mol, H vap = 20, 0 kj/mol; capacidades caloríficas: 30 J/mol para o sólido; 60 J/mol para o líquido e 30 J/mol para o gás. Qual das curvas de aquecimento se aplica aos dados do composto? Questão 07 O dissulfeto de carbono pode ser preparado a partir do coque (uma forma impura de carbono) e do enxofre elementar: 4 C(s) + S 8 (s) 4 CS 2 (l) H = +358, 8 kj (a) Qual é o calor absorvido na reação de 1,25 mol de S 8? (b) Calcule o calor absorvido na reação de 197 g de carbono com excesso de enxofre. (c) Se o calor absorvido na reação foi 415 kj, quanto CS 2 foi produzido?

3 Termodinâmica Lista de Problemas Questão 08 Um estudante vai à escola diariamente de bicicleta, um percurso de 16 km nos dois sentidos, que leva 30 minutos, em cada direção. O estudante utiliza 1250 kj/h no esforço de pedalar. A mesma distância necessitaria de um litro e meio de gasolina em um automóvel. Suponha que o estudante vai à escola 150 dias por ano e que a entalpia de combustão da gasolina é igual à entalpia de combustão do octano, cuja densidade é 0,702 g/cm 3. Qual é a energia gasta, em um ano, nessa jornada (a) pela bicicleta e (b) pelo automóvel? Questão 09 O difluoreto de oxigênio é um gás incolor, muito venenoso, que reage com o vapor de água para produzir O 2, HF e calor: OF 2 (g) + H 2 O(g) O 2 (g) + 2 HF(g) H = 318 kj Qual é a variação de energia interna na reação de 1,00 mol de OF 2? Questão 10 As entalpias padrão de combustão da grafita e do diamante são 393, 51 kj/mol e 395, 41 kj/mol, respectivamente. Calcule a variação na entalpia molar da transição grafita diamante. Questão 11 O metal bário é produzido pela reação do metal alumínio com óxido de bário. 2 Ba(s) + O 2 (g) 2 BaO(s) H = 1107 kj 2 Al(s) + 3O 2 2(g) Al 2 O 3 (s) H = 1676 kj Calcule, a partir das entalpias padrão de reação, a entalpia para a produção do metal bário na reação 3 BaO(s) + 2 Al(s) Al 2 O 3 (s) + 3 Ba(s)

4 Termodinâmica Lista de Problemas Questão 12 Calcule a entalpia de reação da síntese do gás cloreto de hidrogênio, H 2 (g) + Cl 2 (g) 2 HCl(g), a partir das seguintes informações: NH 3 (g) + HCl(g) NH 4 Cl(s) N 2 (g) + 3 H 2 (g) 2 NH 3 (g) N 2 (g) + 4 H 2 (g) + Cl 2 (g) 2 NH 4 Cl(s) H = 176, 0 kj H = 92, 22 kj H = 628, 86 kj Questão 13 Calcule a entalpia de reação da síntese do brometo de hidrogênio, 2 H 2 (g) + Br 2 (g) 2 HBr(g), a partir das seguintes informações: NH 3 (g) + HBr(g) NH 4 Br(s) N 2 (g) + 3 H 2 (g) 2 NH 3 (g) N 2 (g) + 4 H 2 (g) + Br 2 (l) 2 NH 4 Br(s) Respostas Questão 1 (a) -90,6 J (b) -54,4 J Questão 2 Cu. Questão 3 (a) 8,22 kj/mol (b) 43,5 kj/mol Questão 4 33,4 kj Questão 5 31 C Questão 6 (c) H = 188, 32 kj H = 92, 22 kj H = 541, 66 kj

5 Termodinâmica Lista de Problemas Questão 7 (a) 226 J (b) 326 J Questão 8 (a) 1, kj (b) 7, kj Questão kj Questão 10 1,90 kj Questão kj Questão ,6 kj Questão 13-72,80 kj