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Questão FC288080

A termodinâmica é uma ciência experimental, pois, a partir da observação de alguns fenômenos físico-químicos, foram elaboradas leis básicas, conhecidas como a Lei “Zero”, a Primeir

Engenharia Química

IDECAN · 2017

A termodinâmica é uma ciência experimental, pois, a partir da observação de alguns fenômenos físico-químicos, foram elaboradas leis básicas, conhecidas como a Lei “Zero”, a Primeira, a Segunda e a Terceira Leis da Termodinâmica. Os problemas que a termodinâmica se propõe a resolver normalmente envolvem a determinação do valor do calor e/ou trabalho necessários ou liberados num processo ou então as mudanças de estado de uma substância ou mistura provocadas pela transferência de calor ou pela realização de trabalho. De acordo com o exposto, marque V para as afirmativas verdadeiras e F para as falsas.

 

( ) No seu ponto de ebulição (100°C a 1 atm), a água líquida tem uma densidade de 0,958 g mL–1. Se o calor molar de vaporização da água é de 40,66 kJ/mol, o ΔUVap sob estas condições é 37,56 kJ/mol.

 

( ) O calor de fusão do ouro é 12,36 kJ/mol, e a sua entropia de fusão é 9,250 JK–1 mol–1. O ponto de fusão do ouro é 1226°C.

 

( ) O termo de entropia –TΔS tem maior efeito na dependência de ΔG na temperatura; com isso, também, na espontaneidade do processo.

 

A sequência está correta em

  1. F, F, V.
  2. V, V, F.
  3. V, F, V.
  4. F, V, V.
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Gabarito

Certo

Comentário do professor

A sequência V, F, V está correta por três razões concisas.

Primeiro, a vaporização a 100°C e 1 atm envolve troca de calor \(Q=40{,}66\ \mathrm{kJ/mol}\) e trabalho \(P\Delta V\). Para 1 mol: \(P\Delta V=nRT-PV_{liq}\), usando \(R=8{,}314\times10^{-3}\ \mathrm{kJ\,mol^{-1}K^{-1}}\), \(T=373\ \mathrm{K}\) e \(V_{liq}=18/0{,}958\ \mathrm{mL/mol}\), obtém‑se \(\Delta U\approx40{,}66-(8{,}314\times10^{-3}\cdot373-\tfrac{0{,}958}{18})\approx37{,}6\ \mathrm{kJ/mol}\), compatível com 37,56 kJ/mol.

Segundo, para a fusão do ouro: em equilíbrio \(\Delta G=\Delta H-T\Delta S=0\), logo \(T=\Delta H/\Delta S=12{,}36\ \mathrm{kJ/mol}/(9{,}250\ \mathrm{J\,K^{-1}mol^{-1}})=1336\ \mathrm{K}=1063\ ^\circ\mathrm{C}\); portanto o valor 1226°C está incorreto.

Terceiro, na expressão \(\Delta G=\Delta H-T\Delta S\) o termo \(-T\Delta S\) cresce com a temperatura e domina a variação de \(\Delta G\) com \(T\), afetando a espontaneidade dos processos.

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