Questões de Vestibular de Química - Termodinâmica: Energia Interna, Trabalho, Energia Livre de Gibbs e Entropia
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Observação: Algumas das questões desta prova são adaptações de situações reais. Alguns
dados e condições foram modificados para facilitar o trabalho dos candidatos.
Pedrinho, ao chegar da escola, explica para sua avó o que aprendeu sobre o funcionamento de uma panela de pressão. Ela ficou surpresa em saber como um utensílio doméstico comum serve para exemplificar e explicar muitos princípios físicos.
Independentemente de marca e modelo, além de cabos e tampa, toda panela de pressão é constituída basicamente de uma válvula com pino, que serve para controlar a pressão dentro da panela, e de uma válvula de segurança que se rompe, caso a válvula com pino não seja acionada.
Com base no funcionamento da panela, nos princípios e fenômenos físicos envolvidos e no diagrama de fase acima, assinale a proposição CORRETA.
Na panela de pressão em contato com a chama, ocorre uma transformação isobárica
quando a válvula com pino é acionada.
Considerando-se o valor da constante de Faraday 96.500 C, conhecendo-se os potenciais de redução para as semirreações que ocorrem na pilha, Sn/Sn2+ // Pb2+/Pb, cujas concentrações de Sn e Pb valem, respectivamente, 1,0 M e 10-3 M, e sabendose, ainda, que:
Sn2++ 2e-→ Sn Eo= - 0,14 V Pb2+ + 2e-→ Pb E = - 0,22 V,
pode-se afirmar corretamente que a reação global da pilha
O processo de dissolução do CaCO3 (s) ocorre levando a uma variação da energia livre de Gibbs padrão 
em torno
de +12 kcal.mol-1
, a 25°C e 1 atm. A constante de equilíbrio desse processo está relacionada com a 
para certa
temperatura T, através da relação 
Após essas informações, verifica-se que a reação
Durante a expansão, a variação de energia interna, em joule, foi de
Questão 38 As chalconas são uma classe de moléculas que possuem vários tipos de atividades farmacológicas. No processo de cristalização de um dos derivados de chalcona, mediu-se uma variação da energia livre de Gibbs e da entalpia a 27 °C de -64 kcal.mol-1 e -164 kcal.mol-1 , respectivamente.
Nesse caso, a temperatura, em Kelvin, a partir da qual a cristalização sofrerá uma transição de um processo espontâneo para não-espontâneo, será de aproximadamente
A figura representa o Ciclo de Otto, um ciclo termodinâmico que idealiza o funcionamento de motores de combustão interna de ignição por centelha.
Considerando-se os gases resultantes da combustão como gases ideais e as etapas de transformação apresentadas no diagrama pressão-volume, é correto afirmar:
( ) A densidade da gasolina permanece constante no intervalo térmico entre 25 ºC e 68,7 ºC, nas condições normais de pressão.
( ) A densidade da mistura de massas iguais de gasolina e de etanol, a 20 ºC, é, aproximadamente, 7,7.102 kg/m3 .
( ) Um carro com tanque de capacidade 60 litros pode ser abastecido com 50,0 litros de gasolina a 20 ºC e estacionado ao Sol até atingir a temperatura de 35 ºC, sem que o combustível transborde.
( ) O volume de 1,0m3 de etanol necessita de 7,44.106 J de energia para que vaporize.
A alternativa que indica a sequência correta, de cima para baixo, é a
Todos os gases na condição de baixa massa específica obedecem à lei dos gases ideais.
Considerando-se a constante dos gases ideais igual a 8,3J/mol.K, é correto afirmar:
Diante de evidências cada vez mais claras de aquecimento global, devido às emissões antropogênicas dos gases de efeito estufa, o Brasil se encontra na posição privilegiada ao dispor de uma matriz energética baseada no uso de energias renováveis.
Uma alternativa particularmente relevante no país é a produção de biocombustíveis, como o bioetanol e o biodiesel, que estão sendo usados em motores internos de combustão.
(LA ROVERE; OBERMAIER, 2009, p. 68).
Com base nas transformações termodinâmicas do gás carbônico, considerado como gás ideal, produzido pela queima de bioetanol nos motores internos de combustão, analise as afirmativas, marcando V nas verdadeiras e F, nas falsas.
( ) O calor específico do gás carbônico, à pressão constante, é maior do que o calor específico desse gás, a volume constante, no mesmo intervalo térmico.
( ) A variação da energia interna do gás carbônico em uma transformação isocórica é igual à quantidade de calor trocado com o meio exterior mais o trabalho realizado pelo gás na sua expansão.
( ) A variação da energia interna do gás comprimido adiabaticamente, realizando sobre ele um trabalho em valor absoluto de 500,0J, é igual a −500,0J.
A alternativa que indica a sequência correta, de cima para baixo, é a
Cada vez mais os Estados Unidos procuram se libertar do petróleo, pois a dependência dessa fonte de combustível põe em risco não só a segurança nacional, mas também a econômica e a ambiental do país. Como a civilização não pode parar de se locomover, busca-se uma nova maneira de prover energia aos meios de transporte. Biocombustíveis celulósicos oferecem a alternativa mais atraente do ponto de vista ambiental e com maior viabilidade técnica a curto prazo.
(HUBER; DALE, 2009, p. 24).
Considerando-se que todo calor fornecido pela fonte seja absorvido pelo sistema, é correto afirmar que a quantidade de calor necessária para destilação do etanol é, em 105 cal, aproximadamente, igual, a
I. A energia livre depende da temperatura.
II. Todas as reações exotérmicas são espontâneas.
III. Em uma reação química, a variação de entropia é sempre positiva.
IV. Em algumas reações químicas, a variação de entalpia coincide com a variação da energia interna.
V. A variação de entropia de uma reação espontânea pode ser negativa.
É correto somente o que se afirma em
DADOS QUE PODEM SER USADOS NESTA PROVA:
Josiah Willard Gibbs (1839 – 1903) foi um pesquisador norte-americano que contribuiu para a determinação da energia livre de um sistema termodinâmico através de uma lei que é associada ao seu nome. Em se tratando de energia livre e de entropia, analise as seguintes proposições:
I. A energia livre pode ser positiva ou negativa, mas nunca pode ser nula.
II. A energia livre é a totalidade de energia de um sistema termodinâmico, que pode ser usada para a realização de trabalho útil.
III. Toda a reação exotérmica é espontânea.
IV. A variação de entropia de uma reação espontânea pode ser negativa.
V. Em certas reações químicas a variação de entalpia coincide com a variação da energia interna.
É correto o que se afirma somente em
ELEMENTO NÚMERO MASSA
QUÍMICO ATÔMICO ATÔMICA
H 1 1,0
C 6 12,0
N 7 14,0
O 8 16,0
F 9 19,0
Na 11 23,0
Si 14 28,1
P 15 31,0
S 16 32,0
Cl 17 35,5
K 19 39,0
Cr 24 52,0
Cu 29 63,5
As 33 75,0
Br 35 80,0
Ag 47 108,0
Sn 50 119,0
Ir 77 192,0
Au 79 197,0
Hg 80 200,0
1. C(s) + O2(g) ⇾ CO2(g) ΔH = - 94,1 kcal 2. H2(g) + ½ O2(g) ⇾ H2O(g) ΔH = - 68,3 kcal 3. C6H12O6(s) + 6 O2(g)⇾ 6CO2(g) + 6 H2O ΔH = - 673,0 kcal
Considerando as reações que conduzem à formação da glicose e apenas as informações acima, pode-se afirmar corretamente que o processo é
(Fonte Figura: Santos e Mól – Quimica Cidadã- 1ª série Editora AJS-SP(2011)).
Admitindo que o experimento tenha sido realizado em temperatura constante, pode-se afirmar que o gráfico que representa a transformação gasosa acima é:
Considere as duas reações no estado gasoso e os dados termodinâmicos a 298K.
Dados termodinâmicos:
ΔHºf H2O(g) = –241,82kJmol–1
Sº H2O(g) = 188,83JK–1mol–1
Sº CO(g) = 197,65JK–1mol–1
Sº CO2(g) = 213,74JK–1mol–1
Sº H2(g) = 130,68JK–1mol–1
Sº O2(g) = 205,14JK–1mol–1
Com base nestes dados e nos conhecimentos de química, é correto afirmar:
Considere as duas reações no estado gasoso e os dados termodinâmicos a 298K.
Dados termodinâmicos:
ΔHºf H2O(g) = –241,82kJmol–1
Sº H2O(g) = 188,83JK–1mol–1
Sº CO(g) = 197,65JK–1mol–1
Sº CO2(g) = 213,74JK–1mol–1
Sº H2(g) = 130,68JK–1mol–1
Sº O2(g) = 205,14JK–1mol–1
Com base nestes dados e nos conhecimentos de química, é correto afirmar:
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