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Questão FC287485

Alguns fatores ocorrem naturalmente, outras não. Um gás, por exemplo, se expande até ocupar todo o volume disponível que lhe é oferecido. Um corpo quente se resfria até atingir a t

Química

IDECAN · 2017

Alguns fatores ocorrem naturalmente, outras não. Um gás, por exemplo, se expande até ocupar todo o volume disponível que lhe é oferecido. Um corpo quente se resfria até atingir a temperatura das suas vizinhanças, e uma reação química avança preferencialmente num sentido e não no sentido inverso. O reconhecimento da existência de duas classes de processos, os espontâneos e os não espontâneos, é resumido pela Segunda Lei da Termodinâmica.

 

Sobre o tema, analise as afirmativas a seguir.

 

(Considere: ln 2 = 0,69.

       ln 2,8 = 1,03.)

 

I. A variação de entropia de um gás perfeito quando ele se expande isotermicamente do volume Vi até o volume Vf é 8,62 JK–1

 

II. A variação de entropia do argônio, que está inicialmente a 25°C e 1,00 bar, num recipiente de 0,500 dm³ de volume e que se expande até o volume de 1,000 dm³, sendo simultaneamente aquecido até 100°C é 0,173 JK–1.

 

III. Num ciclo termodinâmico, a variação global de uma função de estado (do estado inicial até o estado final e então de volta para o estado inicial) é igual a zero.

 

Está(ão) correta(s) apenas a(s) afirmativa(s)

  1. III.
  2. I e II.
  3. I e III.
  4. II e III.
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Gabarito

D

Comentário do professor

Afirmativa II: a variação de entropia para um gás ideal que muda simultaneamente de volume e temperatura é dada por \( \Delta S = nR\ln\frac{V_f}{V_i} + nC_v\ln\frac{T_f}{T_i} \).

Calcule \(n\) com a equação dos gases ideais: \(n=\dfrac{P V_i}{R T_i}\). Com \(P=1{,}00\) bar (=10^5 Pa), \(V_i=0{,}500\) dm³ (=5,00·10^{-4} m³) e \(T_i=298\) K, obtém‑se \(n\approx0{,}02018\) mol.

Para argônio monoatômico \(C_v=\tfrac{3}{2}R\). Usando \(\ln\frac{V_f}{V_i}=\ln2\approx0{,}69\) e \(\ln\frac{T_f}{T_i}=\ln\frac{373}{298}\approx0{,}2245\), achamos

\(\Delta S = 0{,}02018\big(8{,}314\cdot0{,}69 + 12{,}471\cdot0{,}2245\big)\approx0{,}173\ \mathrm{J/K}\).

Afirmativa III: válida porque uma **função de estado** depende apenas das condições inicial e final; num ciclo fechado o estado final coincide com o inicial, logo a variação total é zero (ex.: \( \Delta U_{\text{ciclo}}=0\)).

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