Questões de Concurso Comentadas sobre termodinâmica: energia interna, trabalho, energia livre de gibbs e entropia em química

As constantes de equilíbrio têm origem na termodinâmica e são expressas como a razão entre atividades. Elas são muito importantes porque permitem:

As transformações físico-químicas podem ocorrer de forma reversível ou irreversível, em condições constantes ou variáveis.
Por exemplo, em um processo adiabático, o fluxo de calor durante a mudança de estado é nulo, ao passo que:

A partir da 2ª Lei da Termodinâmica o conceito de entropia foi criado, a fim de explicar a direção de um processo ou transformação. Sendo assim, a entropia total é uma medida de desordem que:

Considere uma reação química para a qual ∆H = 100 kJ e ∆S = 50 J K^-1. Assinale a alternativa que representa CORRETAMENTE uma situação na qual a reação será espontânea.

A respeito de um sistema adiabático, são dadas as seguintes sentenças:

I- A temperatura no interior do sistema adiabático é constante.

II- Em um processo de expansão adiabática, ocorre um aumento no volume e diminuição na pressão.

III- A energia interna, para um processo de compressão adiabática, é igual à soma das energias na forma de calor e do trabalho realizado sobre o sistema.

É correto o que se afirma em:

A reação entre cobre e ácido nítrico leva à formação do óxido de nitrogênio, que, ao reagir com oxigênio, leva àformação do dióxido de nitrogênio. Quando o excesso de dióxido de nitrogênio é formado no sistema, ocorre aformação de tetróxido de dinitrogênio, como mostrado nas equações químicas a seguir:
                     3 Cu^o(s) + 8 HNO_3(aq) → 3 Cu(NO₃)²_(aq) + 2 NO_(g) + 4 H₂O_(l)            (1)                      2 NO(g) + O2(g) → 2 NO2_(g)                                                                     (2)                      NO_2(g) ⇌ N₂O_4(g)                                                                                     (3)
Isso posto, considerando um sistema transparente e fechado, o produto NO₂(g) apresenta coloração marrom. O produto N₂O_4(g) é um gás incolor e, quando o sistema é aquecido acima da temperatura ambiente, o sistema apresenta uma coloração marrom (forte). Em relação à equação três, referente à formação do N₂O_4(g), é correto afirmar que:

A determinação do calor de formação de algumas substâncias à pressão constante, em geral, poderá ser calculada experimentalmente de forma indireta através do calor liberado na combustão completa destes compostos. Sabendose que na combustão completa de 1 mol de benzeno são liberados 3267,4 KJ a 25 °C e 1 atm, o calor de formação desta substância, em KJ.mol ^–1, será de: (Dados: Calor de formação da água líquida (25 °C, 1 atm) = – 285,8 KJ.mol ^–1 e Calor de formação do dióxido de carbono (25 °C, 1 atm) = – 393,5 KJ.mol ^–1)

Josiah Willard Gibbs foi a primeira pessoa a obter o título de Ph.D. em ciências em uma universidade norte-americana. Gibbs propôs uma nova função de estado, agora chamada energia livre de Gibbs.
A respeito da energia livre de Gibbs, quando um processo ocorreu à pressão e temperatura constantes, um químico fez as seguintes ponderações:
I. Se a variação da energia livre de Gibbs for negativa, a reação química será espontânea num sentido direto da equação química. II. Se a variação da energia livre de Gibbs for nula, a reação química será não espontânea num sentido direto da equação química. III. Se a variação da energia livre de Gibbs for positiva, a reação inversa será espontânea.
Estão corretas as ponderações

Analise as seguintes afirmativas: 

I. O equilíbrio térmico ocorre pelo contato de dois corpos com temperaturas diferentes onde o mais quente cede calor para o mais frio até o ponto em que ambos estejam com a mesma temperatura.
II. A temperatura se dá pelo nível de agitação das moléculas de um corpo, sendo que quanto maior a agitação, menor o calor. 
III. Todo corpo pode ser submetido à dilatação se submetido a elevadas temperaturas devido sua composição atômica, seja ele sólido, líquido ou gasoso. 

Estão CORRETAS as seguintes opções: 

Quanto às propriedades e convenções termoquímicas, está certo afirmar que:

No estudo de Termoquímica, o professor propôs uma experiência para determinação do calor de combustão do álcool etílico (etanol).

O procedimento experimental e as anotações de um grupo de alunos estão apresentados a seguir:

I. preparar a lamparina colocando uma quantidade suficiente de álcool etílico para que a combustão possa ser realizada.

II. determinar a massa do sistema “álcool-lamparina” (mi) e anotar no caderno. Valor anotado mi= 180,0 g;

III. determinar a massa do erlenmeyer (me) vazio e anotar no caderno. Valor anotado me = 200,0 g;

IV. medir 100 mL de água, que correspondem a 100 g, em uma proveta e transferir para o erlenmeyer. Envolver as paredes do erlenmeyer com jornal e prender com fita crepe. Colocar em um suporte;

V. medir a temperatura da água (Ti) e anotar o valor. Valor anotado Ti = 25°C; VI. acender a lamparina e aquecer a água do erlenmeyer, durante 5 minutos. Após esse tempo, apagar a lamparina e medir a temperatura da água (Tf) e anotar o valor. Valor anotado Tf = 40°C;

VII. Medir, após algum tempo, a massa do sistema “álcool-lamparina”(mf) após a combustão. Valor anotado mf = 160,0 g.

Utilizando os dados anotados e a constante 1,0 cal.g^–1 .°C ^–1 como calor específico da água e a constante 0,2 cal.g^–1 .°C ^–1 como calor específico do vidro, os alunos devem chegar a um valor para o calor de combustão do álcool, em cal.g^–1 , de

Um gás ideal se expandiu isotermicamente em 10 vezes o seu volume, com uma variação de entropia igual a +190,9 J/K. Nessa situação, considerando-se a constante dos gases igual a 8,3 J/K⋅mol e assumindo-se 2,3 como o valor de ln 10, infere-se que a quantidade, em mol, do gás que se expandiu é igual a

A troca de energia entre um sistema fechado e as vizinhanças pode se dar como trabalho ou como calor. A compreensão desses conceitos é uma das bases para se entender a termodinâmica. Acerca de trabalho, energia, termodinâmica e dos assuntos suscitados por esses temas, assinale a opção correta.