MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA F EDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO D E QUÍMICA E BIOLOGIA
[FQ-212-EXE-5] - QB73C – T=S61 - FÍSICO -QUÍMICA A1 – NOT AS DE AULAS.
EXERCÍCIOS E PROBLEMAS
1. Por ocasião de um brusco abaixamento de temperatura
durante um dia de inverno, 2,0kg de água congelam no
interior de um duto de PVC, rompendo-o. Admitindo que a
pressão nas paredes do cano seja constante e igual a 8,8 atm,
determinar o trabalho verificado (em joules).
W = 155,1 kJ
2. Calcular a variação de energia interna e a variação de
entalpia no processo isotérmico e isobárico de fusão de 1,00
mol de chumbo sob pressão de 1,00 atm.
ΔH = 4765,20 J.mol-1
ΔH = 4,8 kJ.mol-1
ΔU = 4765,04 J.mol-1
ΔU = 4,8 kJ.mol-1
3. Determinado motor automotivo, constituído por quatro
cilindros, encontra-se trabalhando em regime estacionário.
Cada pistão com diâmetro de 9,80 cm percorre um curso de
6,70 cm e trabalha hipoteticamente contra pressão constante
de 10,20 atm.
Calcular o trabalho total realizado durante 1 ciclo completo
do motor. W = 2,1 kJ
4. Conhecendo as relações destacadas abaixo, demonstrar
que para 1 mol de gás ideal: .
5. Uma massa de gás, considerada ideal para efeitos práticos
desse problema, é mantida em um estado inicial onde
V=1,00 dm3, P=1,00 atm e T=300 K. A sequência de
conversões a seguir é aplicada a esse sistema:
(a) aquecimento a p = constante até v = 2,00 dm3.
(b) aquecimento a v = constante até p = 2,00 atm.
(c) Resfriamento a p = constante até v = 1,00 dm3.
(d) Resfriamento a v = constante até p = 1,00 atm.
Calcular a soma das quatro operações para:
DADO: = (3/2)R.
ΔU
ΔH
ΔH = ΔU = 0 (zero)
W = q = - 101,33 J
6. Meio mol de um gás muito leve e considerado ideal para
efeitos práticos desse problema, encontram-se inicialmente a
20,0 oC e 760 mmHg. A massa de gás é aquecida a pressão
constante, até a temperatura final de 100 oC.
Calcular o valor das grandezas:
W
ΔU
q
ΔH
DADO: = 7,51+3,41x10-3.T (calxmol-1xK-1).
W = 0,3 kJ
ΔU = 1,4 kJ.mol-1
q = 1,7 kJ.mol-1
ΔH = 1,7 kJ.mol-1
8. Dadas as seguintes reações a 25°C:
Fe2O3(s) + 3C(grafita) → 2Fe(s) + 3CO(s)
ΔH=
117,30 kcal
FeO(s) + C(graf) → 2 Fe(s) + CO(g)
ΔH=
37,30 kcal
C(graf) + O2(g) → CO2(g)
ΔH= –
94, 05 kcal
CO(g) + ½O2(g) → CO2(g)
ΔH= –
67,63 kcal
Calcular o
ΔH
de formação do FeO(s) e do Fe2O3(s)
9. Com base nos dados da tabela a seguir, calcular as
variações de entalpia, H, observadas nos processos de
combustão do etanol e do metano (principal componente do
gás natural). Calcular a eficiência (ℇf) energética e comentar
a adequação ecológica de cada um desses combustíveis.
Tabela – 1. Energias médias de ligação.
Ligação
E (kJ.mo-1)
Ligação
E (kJ.mo-1)
H – H
436
C = C
598
O = O
493
C ≡ C
813
O – H
467
C = O
695
C – H
416
C ≡ O
1073
C – O
336
N – H
391
C – C
356
S – H
347
10. Muitas pesquisas no sentido de “limpar” as combustões
indicam que se pode obter sucesso quando se remove os
produtos poluentes após o processo de combustão.
Uma tonelada de carvão importado foi levada a combustão,
produzindo dióxido de carbono, dióxido de enxofre e água.
As análises elementares e imediatas revelaram os dados
contidos na tabela a seguir.
Tabela - 2. Composição percentual de uma amostra de
carvão procedente de Jefferson (Alabama - USA).
Material
Comp. % (m/m)
Carbono
95,65
Hidrogênio
0,75
Oxigênio
0,15
Nitrogênio
0,20
Enxofre
0,95
Umidade
1,05
Cinzas
1,25
10.1. Calcular o poder calorífico superior (PCS) e o poder
calorífico inferior (PCI) desse carvão.
10.2. Supondo condições ideais, indicar uma substância
capaz de reagir, removendo integralmente o óxido mais
nocivo gerado. Esquematizar um possível sistema (reações).
10.3. Determinar a massa dessa substância necessária para
reagir com todo o óxido em questão.
H2O (s) → H2O (ℓ) ΔH = + 1,7 kcal / mol
H2O (ℓ) → H2O (v) ΔH = + 10,5 kcal / mol
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