Questões de Concurso Sobre termodinâmica e equilíbrio de fases em engenharia química e química industrial

Analise as afirmativas abaixo em relação à termodinâmica.

1. Em um sistema termodinâmico isolado, a entropia total do sistema e seus arredores sempre aumenta à medida que o sistema evolui para o equilíbrio, conforme a segunda lei da termodinâmica.
2. Em um sistema termodinâmico isolado, a entropia total do sistema e seus arredores sempre diminui se o sistema sofrer um processo adiabático reversível.
3. A entalpia de um gás ideal é dependente apenas da temperatura, ou seja, não depende da pressão.
Em um processo de expansão isentálpica, onde a entalpia permanece constante, a temperatura do gás pode variar, dependendo das mudanças no volume e na pressão.
Assinale a alternativa que indica todas as afirmativas corretas.

Na pressão de 1 atm, a água pura entra em ebulição na temperatura de 100 ^oC. Se adicionar 100 gramas de sacarose em 1 litro de água pura, na pressão de 1 atm, qual será a temperatura de ebulição da solução? O valor da constante ebulioscópia da água é de 0,5 °C.kg/mol e a molalidade da solução é de 0,3 mol/kg.

A temperatura de chama adiabática máxima ou de combustão adiabática máxima é definida para processos nos quais ocorre:

Assinale a alternativa que apresenta as condições necessárias para que a combustão sem chama ocorra.

Sabendo-se que a entalpia de uma substância pode ser predita pela relação empírica H= -32 + 5T + 0,1T² , onde T é a temperatura em Kelvin, H é a entalpia em J/g, qual é a capacidade calorífica dessa substância à pressão constante?

Quando a pressão parcial do vapor em um gás se iguala à pressão de vapor do líquido com o qual está em contato numa temperatura específica, obtemos o equilíbrio do sistema. Nesse caso, é correto afirmar:

Os peróxidos orgânicos são uma classe de substâncias altamente reativas, oxidantes fortes e altamente inflamáveis. O teor de oxigênio ativo nos peróxidos é uma medida de sua reatividade, e, portanto, do grau de periculosidade, enquanto que a decomposição explosiva de um peróxido é definida:

Na nitretação líquida, a espessura da camada nitretada

O quociente entre o poder calorífico de um gás e a raiz quadrada da densidade relativa, sob as mesmas condições de temperatura e pressão de referência, significa a medida da quantidade de energia disponibilizada em um sistema de combustão através de um orifício injetor. Este valor é conhecido por

A respeito da interpretação da Primeira Lei da Termodinâmica, marque V para as afirmativas verdadeiras e F para as falsas.

( ) O calor e o trabalho são maneiras diferentes de alterar a energia interna do sistema.

( ) A energia interna de um sistema isolado é constante.

( ) O trabalho necessário para levar um sistema de fronteira adiabática de um estado inicial a um estado final tem o mesmo valor, qualquer que seja a natureza do trabalho.

( ) Não se pode medir a variação da energia interna de um sistema pela medida do trabalho que provoca a mudança de estado no sistema adiabático.

Assinale a sequência correta.

Considerando um equipamento de extração líquido-líquido com três componentes, marque a alternativa que apresenta o grau de liberdade termodinâmico correto.

Sobre o processo de adsorção, analise as afirmativas a seguir.

I - O processo de adsorção, tanto gasoso como líquido, é exotérmico.

II - O processo adsortivo é favorecido pela diminuição da pressão no tanque, pois, assim, o adsorbato consegue se ligar com maior facilidade ao sólido, sem que os choques moleculares excessivos causem instabilidade físico-química.

III - A seleção do material adsorvente é feita com base no custo de aquisição, estabilidade mecânica e afinidades químicas.

IV - A dessorção ocorre independentemente do peso molecular do adsorbato, desde que se aplique uma quantidade de energia necessária para uma dada massa de adsorvente saturado.

Estão corretas as afirmativas

Marque V para as afirmativas verdadeiras e F para as falsas:

( ) No caso de um soluto cuja solubilidade diminui com o aumento da temperatura, pode-se conseguir uma solução supersaturada, preparando-se uma solução saturada a uma temperatura, filtrando o excesso de soluto e depois aquecendo-a.

( ) A adição de álcool a uma solução aquosa de NaCl favorecerá a precipitação do sal desde que a constante dielétrica do álcool seja maior que a da água.

( ) A pressão de vapor aumenta quando se adiciona um soluto não-volátil ao líquido puro.

( ) Se a energia reticular do AgCl for 904 kJ mol^–1, a energia de hidratação do Ag+1 for – 469 kJ mol^–1 e a energia de hidratação do Cl^–1 for – 377 kJ mol^–1, pode-se afirmar que o processo de dissolução do referido sal será exotérmico.

( ) A tendência de escape para um solvente é medida pela sua pressão de vapor.

( ) A alteração no ponto de ebulição é proporcional à molalidade das partículas do soluto.

( ) A presença de um soluto sempre diminui o ponto de congelação, se o soluto é solúvel na fase líquida e insolúvel na fase sólida.

( ) Osmose reversa representa o emprego de uma pressão superior à pressão osmótica para remover o solvente de uma solução.

A sequência está correta em:

O trióxido de enxofre decompõe-se à alta temperatura em um recipiente selado, em dióxido de enxofre e gás oxigênio. Inicialmente, o recipiente é abastecido a 1000 K com trióxido de enxofre a uma pressão parcial de 0,500 atm. No equilíbrio, a pressão parcial desse mesmo gás passa a ser 0,200 atm. Qual é o valor da constante de equilíbrio para esse sistema?

A síntese de amônia a partir de seus elementos desempenha um papel importante na sobrevivência da humanidade. Muitas foram as tentativas de se sintetizar a amônia já no século XIX. Entretanto, com o desenvolvimento da Termodinâmica e da Cinética, principalmente os estudos de catálise, aumentavam as esperanças. Foi aí que o trabalho de um cientista fez toda a diferença, o químico Fritz Haber (1868 − 1934) criou um processo de síntese da amônia.

A síntese da amônia: alguns aspectos históricos. Quím. Nova, Vol. 30, 240− 247, 2007

A equação não balanceada abaixo representa o processo da síntese da amônia. A variação de entropia da reação (ΔSrº), a partir do N₂ (g) e H₂ (g) à 25 ºC, é:

N₂ (g) + H₂ (g) ⇄ NH₃ (g)

Dados: Entropias padrão absolutas molares– 198,9 J/K a 25ºC do N₂ (g) = 191,6 JK^–1mol^–1, H₂ (g) = 130,7 JK^–1mol^–1 e da NH₃ (g) = 192,4 JK^–1mol^–1.

A quantidade de calor liberada na combustão completa de 0,78 gramas de benzeno (C₆H₆) em um sistema à pressão constante é:

Dados: Variação de entalpia de combustão da reação (ΔHcombustão) = – 781,0 kcal/mol; Massas atômicas: C = 12 u e H = 1 u;

Um tanque de aço é preenchido com 280 kg de gás nitrogênio a temperatura de 300 K. Este reservatório é submetido a processo de aquecimento até atingir a temperatura de 400 K. Considerando que nas condições do problema o N₂ se comporta como gás ideal, indique qual a variação na energia interna, em kJ, do gás. Dados: capacidade calorifica do N₂, em J . mol^-1 . K^-1, Cp = 30,354; R = 8,314 J mol^-1 K^-1 e a massa atômica, em g mol-1, N=14.

O sistema formado pelas espécies benzeno e tolueno está no equilíbrio líquido-vapor. Considere que este sistema segue a lei de Raoult. As condições de equilíbrio são: temperatura de 95°C e pressão absoluta de 100 kPa.

Na temperatura de 95°C, a pressão de vapor do tolue no é de 60 kPa e a do benzeno é de 160 kPa. O valor da composição da fase vapor para o benzeno é de

O gráfico a seguir representa quatro isotermas de adsorção características.

A análise dessas isotermas quanto à natureza do processo de adsorção permite a seguinte constatação:

Para melhorar o desempenho dos processos representados nos gráficos 1 e 2, respectivamente, deve ser considerado o emprego de: