Termodinâmica

Páginas: 15 (3702 palavras) Publicado: 1 de dezembro de 2014
EXERCÍCIOS DE TERMODINÂMICA QUÍMICA


Referências para estudo:

Notas de aula.

Castellan, G.; Fundamentos de Físico-Química, 1ª ed., Itens 6.1, 6.2, 6.3, 6.4, 7.1, 7.2, 7.8, 7.9, 7.10, 7.11, 7.13, 7.16, LTC - Livros Técnicos e Científicos Editora, Rio de Janeiro, 1986.

Atkins, P. W.; Físico-Química, 6ª ed., Vol. I, Cap. 0 e 1, LTC - Livros Técnicos e Científicos Editora, Rio deJaneiro, 1999.

Chagas, A. P.; Termodinâmica Química - fundamentos, métodos e aplicações, 1ª ed., Cap. 1 e 13, Editora da Unicamp, Campinas, 1999.


1) O objetivo da Termodinâmica é de estabelecer relações entre os diversos tipos de energia que podem escoar através de um sistema. Entende-se por sistema uma parte do universo físico cujas propriedades estão sendo investigadas. São os Princípios daTermodinâmica que relacionam e governam as transformações de um tipo de energia em outro.
(a) Os sistemas são formados de átomos e moléculas, que em virtude dos movimentos de translação, rotação e vibração que possuem, apresentam uma chamada energia mecânica. Quais os dois tipos particulares de energia mecânica?
(b) Como esses dois tipos particulares de energia mecânica se destacam mais ou menosnos três estados de agregação: gás, líquido e sólido?
(c) O que é vizinhança de um sistema?
(d) O que é fronteira de um sistema? Quais os dois tipos de fronteira que um sistema pode apresentar? Em que elas diferem?
(e) O que é um sistema aberto? E um sistema fechado? E um sistema isolado? Quais os tipos de fronteira de cada um deles?

2) Um sistema pode ser caracterizado fisicoquimicamente seno mínimo forem conhecidas as grandezas denominadas de massa, m, temperatura, T, volume, V, e pressão, p.
(a) O que são propriedades extensivas e intensivas de um sistema?
(b) Quais das grandezas massa, temperatura, volume, e pressão, são propriedades extensivas? E intensivas? Quais as unidades no Sistema Internacional de unidades (SI) dessas grandezas?
(c) O que é um estado de um sistema?
(d)O que é transformação ou mudança de estado de um sistema?
(e) Das quatro grandezas: massa, temperatura, volume, e pressão, quais delas permanecem constantes numa transformação isotérmica, isobárica e isométrica em sistemas fechados?

3) Os Princípios da Termodinâmica não são passíveis de dedução, pois são resultados de observações experimentais.
(a) Qual o principal fenômeno constatado e quepermite enunciar-se o Princípio Zero da Termodinâmica? O que é temperatura? Qual a unidade de temperatura no SI?
(b) O Calor é uma grandeza que aparece somente na fronteira de um sistema e durante uma transformação, manifestando-se por um efeito na vizinhança qual seja a mudança da temperatura. Quando o Calor é considerado algebricamente positivo ocorre absorção ou liberação de Calor por parte deum sistema?
(c) O símbolo da grandeza Calor é Q e uma quantidade infinitesimal que escoa pela fronteira do sistema durante uma transformação é denotada por dQ. Qual a unidade de Calor no SI? O Calor é uma propriedade extensiva ou intensiva?
(d) Quais as formas de transferência de Calor?
(e) De acordo com o Princípio Zero da Termodinâmica, qual a condição que estabelece o término datransferência de Calor através da fronteira de um sistema?

4) O Trabalho também é uma grandeza que aparece na fronteira de um sistema durante uma transformação, manifestando-se por um efeito na vizinhança qual seja a movimentação de uma massa.
(a) O Trabalho é uma propriedade extensiva ou intensiva?
(b) Qual o símbolo usual e a unidade de Trabalho no SI?
(c) Uma das formas mais importantes de Trabalho éo de Expansão, denotado pela letra W, caracterizado pela variação de volume do sistema. Considerando-se numa transformação reversível que uma quantidade infinitesimal de Calor, dW, está relacionado com a variação de volume do sistema, dV, por



onde p é a pressão do sistema. Qual o sinal algébrico do Trabalho quando um sistema se expande, isto é, apresenta um aumento de volume?
(d) Numa...
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