Questões de Termodinâmica: Energia Interna, Trabalho, Energia Livre de Gibbs e Entropia (Química)

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Tendo em vista os conceitos de Termodinâmica na interpretação molecular de calor e trabalho, assinale a afirmativa correta.

  • A O trabalho do sistema na vizinhança consiste na transferência de energia através do movimento ordenado dos átomos ou moléculas nas vizinhanças.
  • B A transferência de calor do sistema para a vizinhança ocorre através do movimento organizado dos átomos ou moléculas nessa vizinhança.
  • C A transferência de calor da vizinhança para o sistema ocorre através do movimento organizado de átomos ou moléculas nas vizinhanças.
  • D Trabalho e calor são transferências de energia que fazem uso de movimento aleatório de átomos ou moléculas nas vizinhanças.

A respeito de um sistema adiabático, são dadas as seguintes sentenças:


I- A temperatura no interior do sistema adiabático é constante.

II- Em um processo de expansão adiabática, ocorre um aumento no volume e diminuição na pressão.

III- A energia interna, para um processo de compressão adiabática, é igual à soma das energias na forma de calor e do trabalho realizado sobre o sistema.


É correto o que se afirma em:

  • A III, apenas.
  • B I, apenas.
  • C II e III, apenas.
  • D I, II e III.
  • E II, apenas.

A reação entre cobre e ácido nítrico leva à formação do óxido de nitrogênio, que, ao reagir com oxigênio, leva àformação do dióxido de nitrogênio. Quando o excesso de dióxido de nitrogênio é formado no sistema, ocorre aformação de tetróxido de dinitrogênio, como mostrado nas equações químicas a seguir:
3 Cuo(s) + 8 HNO3(aq) → 3 Cu(NO3)2(aq) + 2 NO(g) + 4 H2O(l) (1) 2 NO(g) + O2(g) → 2 NO2(g) (2) NO2(g) ⇌ N2O4(g) (3)
Isso posto, considerando um sistema transparente e fechado, o produto NO2(g) apresenta coloração marrom. O produto N2O4(g) é um gás incolor e, quando o sistema é aquecido acima da temperatura ambiente, o sistema apresenta uma coloração marrom (forte). Em relação à equação três, referente à formação do N2O4(g), é correto afirmar que:

  • A Em um sistema adiabático, o aumento da pressão do sistema com um gás inerte desloca o equilíbrio químico na direção da formação dos reagentes.
  • B Em um sistema adiabático, o aumento da temperatura da vizinhança desloca o equilíbrio químico no sentido da formação dos produtos.
  • C O aumento da temperatura do sistema desloca o equilíbrio químico no sentido de formação do produto.
  • D No equilíbrio químico, o sistema apresentará uma coloração incolor.
  • E Em um sistema adiabático, o aumento da pressão do sistema com um gás inerte desloca o equilíbrio químico na direção da formação do produto.

Durante a digestão dos animais ruminantes ocorre a formação do gás metano (constituído pelos elementos carbono e hidrogênio), que é eliminado pelo arroto do animal. Por dia, cada cabeça de gado produz cerca de 137 g de metano. Se fosse possível recolher essa quantidade de gás, poderia haver uma valiosa aplicação, uma vez que, na combustão total do metano, é gerada energia térmica que poderia ser utilizada para aquecer água. Com essa massa de metano (137 g), quantos kg de água poderiam ser aquecidos de 25 °C a 43 °C?
Dados: Massa molar do metano = 16 g.mol-1 .Calor de combustão do metano , H° = 210 kcal.mol-1 .
Calor específico da água = 1,0 cal.g-1 .°C-1 .

  • A 10
  • B 100
  • C 1.000
  • D 20
  • E 200

Josiah Willard Gibbs foi a primeira pessoa a obter o título de Ph.D. em ciências em uma universidade norte-americana. Gibbs propôs uma nova função de estado, agora chamada energia livre de Gibbs.
A respeito da energia livre de Gibbs, quando um processo ocorreu à pressão e temperatura constantes, um químico fez as seguintes ponderações:
I. Se a variação da energia livre de Gibbs for negativa, a reação química será espontânea num sentido direto da equação química. II. Se a variação da energia livre de Gibbs for nula, a reação química será não espontânea num sentido direto da equação química. III. Se a variação da energia livre de Gibbs for positiva, a reação inversa será espontânea.
Estão corretas as ponderações

  • A I e II, apenas.
  • B I e III, apenas.
  • C II e III, apenas.
  • D I, II e III.