Questões Militares de Engenharia Química e Química Industrial - Termodinâmica e Equilíbrio de Fases

O estado mais simples da matéria é um gás, uma forma da matéria que ocupa qualquer recipiente que a contenha. É conveniente imaginar um gás como um conjunto de moléculas em movimento permanente e aleatório, com velocidades médias que aumentam quando a temperatura se eleva. Um gás difere de um líquido pelo fato de ter suas moléculas muito separadas umas das outras. Sobre os gases, marque V para as afirmativas verdadeiras e F para as falsas.

( ) O tamanho das moléculas é desprezível no sentido de que seus diâmetros são muito menores do que a distância média percorrida entre as colisões.

( ) Um gás real tem o comportamento tanto mais semelhante ao de um gás perfeito quanto mais alta for a pressão.

( ) A velocidade média quadrática das moléculas de um gás é proporcional à raiz quadrada da temperatura e à raiz quadrada da massa molar.

( ) As leis de Boyle e de Charles são exemplos de uma lei limite.

A sequência está correta em

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 V_i até o volume V_f 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)

A termodinâmica química é o estudo do papel que a energia exerce na transformação química e na determinação do comportamento dos materiais. Baseia-se em umas poucas leis que resumem séculos de observações experimentais. Cada lei é enunciada a respeito da relação entre energia, calor, trabalho e temperatura. De acordo com o exposto, analise as afirmativas a seguir. (Considere: e^56,5 = 3 x 10²⁴.) I. A decomposição do carbonato de cálcio em óxido de cálcio é usada industrialmente para produção de dióxido de carbono CaCO_3(s) → CaO_(s) + CO_2(g). A reação é endotérmica e tem ∆H° = 571 kJ. O valor de ∆E° para essa reação é 569 kJ. II. Quando ∆G° é positivo, a posição de equilíbrio fica próxima dos reagentes e pouca reação ocorre até que o equilíbrio seja alcançado. III. O dióxido de enxofre, que às vezes está presente no ar poluído, reage com o oxigênio quando passa sobre o catalisador nos conversores catalíticos de automóveis. O produto é o óxido SO₃ muito ácido. Para esta reação, ∆G° = –1,40 x 10² kJ mol^–1 a 25°C. O valor de K_p é 2 x10¹⁰ . Está(ão) correta(s) apenas a(s) afirmativa(s)

A lei que é usada para identificar o sentido da mudança espontânea, a segunda lei da termodinâmica, também se exprime em termos de uma função de estado, a entropia. A primeira lei usa a energia interna para identificar as mudanças permitidas; a segunda lei usa a entropia para identificar as mudanças espontâneas entre as mudanças permitidas.

Sobre o ciclo de Carnot, marque V para as afirmativas verdadeiras e F para as falsas.

( ) A variação de entropia é q_h/T_h, em que qh é a energia na forma de calor fornecida ao sistema pela fonte quente.

( ) Há troca de calor; a variação de entropia é nula.

( ) A variação de entropia do sistema é q_c/T_c , q_c é positivo.

( ) Não há troca térmica e, portanto, a variação de entropia é nula.

A sequência está correta em

A ebulição, o congelamento e a conversão da grafita em diamante são exemplos de transições de fase, ou mudanças de fase sem mudança de composição química. Muitas mudanças de fase são fenômenos cotidianos comuns e a sua descrição é importante. Elas ocorrem quando um sólido se transforma num líquido, como na fusão do gelo, ou um líquido se transforma num vapor, como na vaporização da água em nossos pulmões. Sobre as transformações físicas, analise as afirmativas a seguir. I. O hélio tem comportamento pouco comum nas temperaturas baixas. As fases sólida e vapor nunca estão em equilíbrio. O hélio sólido pode ser obtido, mas somente quando os átomos são forçados a se manterem juntos pela aplicação de uma pressão externa. II. No equilíbrio, o potencial químico de uma substância é o mesmo em toda a amostra, qualquer que seja o número de fases presentes. III. Uma diminuição de pressão eleva o potencial químico de qualquer substância pura, pois V_m > 0. Está(ão) correta(s) apenas a(s) afirmativa(s)