UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ – Campus Apucarana

Coordenação do Curso de Licenciatura em Química

Lista de Exercícios: Introdução a Termodinâmica.

Disciplina: Química Curso: Engenharia Textil (1° Período)

Prof.: André L. Tessaro

Em cada questão comente e discuta os resultados.

1.1. Quais as formas nas quais um objeto pode possuir energia? Em que essas formas diferem?

1.2. Calcule a energia cinética em Joules de uma bola de golfe de 45 g movendo-se a uma

velocidade de 61 m.s-1

. Converta essa energia em calorias. O que acontece com a energia

quando a bola cai em buraco de areia?

1.3. Uma amostra de gás em conjunto com um pistão se expande, realizando 235 kJ de trabalho

sobre suas vizinhanças ao mesmo tempo que 695 kJ de calor são adicionados ao gás. Qual é a

variação de energia interna do gás durante esse processo? A pressão do gás será mior ou menor

quando o processo tiver sido completado?

1.4. A variação na energia interna para a combustão de 1,0 mol de CH4(g) em um cilindro de acordo

com a reação CH4(g) + 2O2(g) CO2(g) + 2H2O(g) é – 892,4 kJ. Se um pistão conectado ao

cilindro realiza 492 kJ de trabalho de expansão devido à combustão, quanto calor é perdido pelo

sistema durante esse processo?

1.5. Quando uma determinada reação acontece a volume constante, 10,00 kJ de calor são absorvidos

pelo sistema. Calcule q, w, U e H.

1.6. Uma determinada reação se realiza a pressão constante. Se 8,0 kJ de calor são absorvidos pelo

sistema, e 3,0 kJ de trabalho são realizados pelo sistema, calcule q, w, U e H.

1.7. Uma reação se realiza a pressão constante. Se 8,0 kJ de calor são liberados pelo sistema, e 2,0

kJ de trabalho são realizados pelo sistema, Calcule q, w, U e H.

1.8. Quanto calor pode ser produzido a partir de uma mistura reacional de 50,0 g de óxido férrico e

25,0 g de alumínio na reação térmita:

Fe2O3(s) + 2Al(s) Al2O3(s) + 2Fe(s) H°= -851,5 kJ

1.9. Calcule o calor padrão molar de combustão do etanol, C2H5OH, para formar CO2 (g) e H2O (ℓ).

1.10. Calcule o calor padrão molar de combustão do metanol, CH3OH, para formar CO2 (g) e H2O

(ℓ).

1.11. A 25 oC o calor padrão molar de formação da água líquida é -285,8 kJ mol

-1, e da água

gasosa -241,8 kJ mol-1

. Calcule o calor molar de vaporização da água a esta temperatura.

1.12. O calor padrão de combustão do butano gasoso, C4H10, a 25 oC é -2,88 x 10

3 kJ mol

-1

quando os produtos são CO2 (g) e H2O (ℓ). Calcule o valor de H padrão de combustão se os

produtos são: a) CO2 (g) e H2O (g); b) CO (g) e H2O (ℓ).

1.13. Calcule o valor de Ho a 25

oC para cada uma das seguintes reações:

a) SO2 (g) + ½ O2 (g) SO3 (g);

b) SO3 (g) SO2 (g) + ½ O2 (g);

c) SO3 (g) + S (s) SO2 (g) .

1.14. Calcule Ho a 25

oC para combustão do H2S (g) formando SO2 (g) e H2O(ℓ) .

1.15. Para as seguintes reações a 25 ºC:

Hº (kJ.mol-1

)

CaC2(s) + 2H2O (l) Ca(OH)2(s) + C2H2 -127,9

Ca(s) + 1/2O2(g) CaO(s) -635,1

CaO(s) + H2O(l) Ca(OH)2(s) -65,2

O calor de formação da grafita é -393,51 kJ.mol-1

e o do C2H2 (g) é -1299,58 kJ.mol-1

.

Calcule o calor de formação do CaC2(s) a 25 ºC.

1.16. Calcule a entalpia de reação para a síntese do gás cloreto de hidrogênio a partir dos elementos,

H2(g) + Cl2(g) 2HCl(g) a partir das seguintes reações:

NH3(g) + HCl(g) NH4Cl (s) Hº= -176,0 kJ

N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) Hº= -92,22 kJ

N2(g) + 4H2(g) + Cl2(g) 2NH4Cl(s) Hº= -628,86 kJ

1.17. Calcule a entalpia de reação para a formação do cloreto de alumínio anidro:

2Al(s) + 3Cl2(g) 2AlCl3(s), a partir dos seguintes dados:

2Al(s) + 6HCl(aq) 2AlCl3(aq) + 3H2(g) Hº= -1049 kJ

HCl(g) HCl(aq) Hº= -74,8 kJ

H2(g) + Cl2(g) 2HCl(g) Hº= -185 kJ

AlCl3(s) AlCl3(aq) Hº= -323 kJ

1.18. Dos seguintes dados a 25 ºC:

Hº (kJ.mol-1

)

Fe2O3(s) + 3C(grafita) 2Fe(s) + 3CO(g) 492,6

FeO(s) + C(grafita) Fe(s) + CO(g) 155,8

C(grafita) + O2 CO2(g) -393,51

CO(g) + 1/2O2 CO2(g) -282,98

Calcule o calor padrão de formação do FeO(s) e do Fe2O3(s).

1.19. A massa de um tablete de açúcar é de 1,5 g. Calcule a energia liberada como calor quando o

tablete é queimado no ar. Até que altitude um pessoa com 68 kg de massa poderia subir usando a

energia proveniente da queima de um tablete, admitindo que 20 % dessa energia pode ser utilizada

como trabalho?