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Química – Engenharia Eletrônica Prof. Juliana Abreu Pietrobelli

LISTA DE EXERCÍCIOS 02– Termoquímica

1 – 4,0 kJ de calor são fornecidos a uma quantidade de ar. Calcule ∆U para o ar, se:

a) Nenhum trabalho é realizado pelo ar,

Se nenhum trabalho e realizado w = 0 e q = 4,0 kJ ΔU = q + w ΔU = q + 0 ΔU = q ΔU = 4,0 kJb) O ar se expande e realiza 0,5 kJ de trabalho,

Como nenhuma energia do sistema e utilizada para realizar trabalho de expansão (w= - 0,5 kJ). Aumento de energia no sistema será menor do que observado em (a). ΔU = q + w ΔU = 4,0 kJ + (-0,5 kJ) ΔU = 3,5 kJc) 1kJ de trabalho é realizado na compressão do ar ao mesmo tempo que ele é aquecido.

Desta vez, o trabalho de comprimir o ar (w= 1 kJ), origina um aumento de energia no sistema ainda maior do que observado em (a). ΔU = q + w ΔU = 4,0 kJ + (1 kJ) ΔU = 5,0 kJ

2 –Um jogador de boliche levanta uma boa de boliche de 5,4 kg do solo a uma altura de 1,6

m e joga de volta ao chão.

a) O que acontece com a energia potencial da bola de boliche ao ser levantada do solo?

a energia potencial aumenta com o aumento da altura.

b) Qual a quantidade de trabalho, em J, usada para levantar a bola? (Resposta: w=85 J)

w=F*d F=m*g então w=m*g*d

w=5,4 kg * 9,8m/s²*1,6m w=84,67 J

c) Depois que a bola é jogada de volta ao chão, ela ganha energia cinética. Se

imaginarmos que todo o trabalho do item (b) é convertido em energia cinética no

momento do impacto com o solo, qual é a velocidade da bola no momento do

impacto? (Resposta: v=5,6 m/s)

Ec=m*V²/2 85J=5,4*V²/2 5,4V²=170 V=√31,48=5,6m/s


3 – Por que ∆U e ∆H são aproximadamente iguais nos processos de fusão e congelamento,

mas são diferentes nos processo de vaporização e condensação?

∆U=∆H na Fusão(sólido para liquido) e Congelamento(liquido para sólido) porque há

uma pequena variação de volume, sendo assim, trabalho(w) é nulo. (∆U=∆H+w

∆U=∆H+0)

E no processo de vaporização(liquido para vapor) e condensação(vapor para liquido) o

∆U é diferente do ∆H, pois há variação de volume, então, não se pode desconsiderar o

trabalho(w).

4 – a) Qual a quantidade de calor necessária para aquecer 250 g de água de 22 oC até

aproximadamente seu ponto de ebulição 98oC? (Resposta: q=7,94x104 J)

b) Qual é a capacidade calorífica molar da água? (75,2 J/mol.K)

O calor específico da água é 4,18 J/g.K.

a) q=m*c*∆t q=250*(4,183)*76 q=79477J ou 7,94*104 J7

b) 1 mol(18g) *4,18(calor esp. H2O)=75,2J/mol*K

5 – Uma amostra de 185 g de cobre a 72,1oC é resfriada pela perda de 45 J de calor. Qual a

temperatura final do cobre?(Resposta: T=71,47 oC)

A capacidade calorífica molar do cobre é 24,4 J/oC. mol.

q=-45J t2=? m=185g 1 mol de Cu=63,55 então 185g=2,91 mol de Cu

C=24,4J/ oC. mol RESOLVENDO: q=m*c*∆t -45=2,91*24,4*(t2-72,1)

71,004t2=5119,38-45 t2=5074,38/71,004 t2=71,47 oC

6 – Uma amostra de 0,828 g de metanol é colocada numa bomba calorimétrica com uma

quantidade de gás oxigênio (sob pressão) suficiente para assegurar a combustão completa. O

calorímetro contém 1,35 kg de água, e a capacidade calorífica do interior do calorímetro

(sem água) é 1,06 kJ/oC. Quando o metanol queima, a temperatura aumenta de 23,1 para

25,9 oC. qual é o calor molar de combustão do metanol? (Quanto calor é liberado durante a

combustão de 1 mol de metanol)? (Reposta: 7,26x104 J)

mMEOH=0,828g mH2O=1350g CCALORÍMETRO=1,06KJ/ oC CH2O=75,3J oC/mol ∆t=(25,9 oC-23,1 oC)

qH2O=m*c*∆t 1 mol de H2O=18g então 1350g=75 mols de H2O


qH2O= 75*75,3*2,8 = 15813J ou 15,813KJ

qCALORÍMETRO=1,06*2,8=2,968KJ

qMEOH=qH2O+qCALORÌMETRO qMEOH=15,813KJ+2,968KJ=18,8*10³J (para 0,828g de metanol)

1 mol de metanol=32g o calor liberado para 1 mol é x=(32*18800)/0,828=726570

ou 7,26*105

7 – Calcule o calor padrão molar de combustão do metanol, CH3OH para formar CO2(g) e

H2O(l). (Resposta: ∆Hocomb = -726,1 kJ/mol).

∆HoCO2=-393,5KJ ∆Ho

H2O(L)=-285,5KJ ∆HoCH3OH=-293KJ ∆Ho

O2=0KJ

CH3OH + 3/2 O2 → CO2 + 2H2O

∆Hocomb=Σ∆HP - Σ ∆HR ∆Ho

comb= (-393,5 + 2(-285,5))-(-239+0) = -725,5KJ/mol

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