Química - Semana 49

Iniciante

O professor Hess, durante sua aula de termodinâmica básica, propôs os seguintes problemas aos alunos:

a) Defina o que são sistemas abertos, fechados e isolados.

b) Identifique os sistemas a seguir como abertos, fechados ou isolados:

- chá em uma garrafa térmica de qualidade impecável;

- álcool em um termômetro

- um fungo vivo

- um esporo de bactéria

c) Determine qual dos compostos apresenta-se mais ordenado (organizado). Explique seu raciocínio. Dica: considere interações intermoleculares. (A menos que especificado diferentemente, a temperatura é 298K)

- HBr(g) e HF(g)

- NH₃(g) e Ne(g)

- CaCl₂ (aq) e CaCl₂ (s)

- H₂O_(l) e H₂O_(g)

Intermediário

O professor Hess, durante sua aula de termodinâmica básica, propôs os seguintes problemas aos alunos:

a) Determine qual dos compostos apresenta maior entropia molar. Explique seu raciocínio. (A menos que especificado diferentemente, a temperatura é 298K)

- HBr(g) e HF(g)

- NH₃(g) e Ne(g)

- CaCl₂ (aq) e CaCl₂ (s)

- H₂O_(l) e H₂O_(g)

- diamante e grafite

b) Prediga se a entropia do sistema aumenta ou diminui nos processos. Explique.

- Cu₃(AsO₄)_{2 (s)} → 3 Cu²⁺_(aq) + 2 AsO₄^3-_(aq)

- I_{2 (s)} → I_{2 (g)}

- 2 C₈H_{18 (l)} + 25 O_{2 (g)} → 16 CO_{2 (g)} + 18 H₂O_(l)

c) Defina o que é um processo reversível. Forneça um exemplo teórico em que tal tipo de processo pode ocorrer.

Avançado

O professor Hess, durante sua aula de termodinâmica básica, propôs os seguintes problemas aos alunos:

a) Prediga se a entropia do sistema aumenta ou diminui nos processos. Explique.

- Cu₃(AsO₄)_{2 (s)} → 3 Cu²⁺_(aq) + 2 AsO₄^3-_(aq)

- I_{2 (s)} → I_{2 (g)}

- 2 C₈H_{18 (l)} + 25 O_{2 (g)} → 16 CO_{2 (g)} + 18 H₂O_(l)

b) Discuta, segundo a Primeira Lei da Termodinâmica, as relações existentes entre calor, energia interna e trabalho para processos:

- adiabáticos

- isotérmicos

- isométricos

- isobáricos

c) Partindo da Segunda Lei da Termodinâmica (matematicamente, ΔS_universo ≥ 0 para um processo espontâneo), demonstre que reações espontâneas apresentam variação negativa da energia livre de Gibbs, ΔG. Lembre que G = H – TS e assuma temperatura constante, ΔH e ΔS independentes da temperatura.

d) Defina o que é um processo reversível. Forneça um exemplo teórico em que tal tipo de processo pode ocorrer.