Para cada um dos sistemas abaixo, estando os mesmos em equilíbrio termodinâmico, determine o número de graus de liberdade e faça uma escolha razoável das variáveis intensivas independentes necessárias para especificar o estado de equilíbrio do sistema (ignore a ionização da água nos itens de a-d):
b. Uma solução aquosa de sacarose e maltose;
b. Uma solução aquosa de sacarose e maltose;
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos uma solução aquosa de sacarose e maltose que está em equilíbrio termodinâmico. Nosso objetivo é determinar o número de graus de liberdade desse sistema e escolher variáveis intensivas independentes que nos permitam especificar o estado de equilíbrio desse sistema. Para isso, vamos utilizar a Regra de Fases de Gibbs, que nos ajuda a calcular os graus de liberdade em sistemas termodinâmicos.
Passo 2
A Regra de Fases de Gibbs é dada pela fórmula:
onde:
-
é o número de graus de liberdade, -
é o número de componentes químicos no sistema, -
é o número de fases presentes.
Passo 3
Vamos identificar os valores de
e
para o nosso sistema.
-
Componentes (
): São as substâncias químicas independentes que compõem o sistema. Neste caso, temos: - Água (solvente)
- Sacarose
- Maltose
Portanto,. -
Fases (
): São estados físicos distintos no sistema. Como estamos falando de uma solução aquosa líquida, temos apenas uma fase: a fase líquida. Portanto,.
Passo 4
Aplicando os valores na fórmula da Regra de Fases de Gibbs:
Então, o sistema possui 4 graus de liberdade.
Passo 5
Agora, precisamos escolher 4 variáveis intensivas independentes que nos permitam especificar completamente o estado de equilíbrio do sistema. Variáveis intensivas são aquelas que não dependem da quantidade de matéria, como temperatura, pressão e concentração.
Uma escolha razoável seria:
- Temperatura (
): Define a energia térmica do sistema. - Pressão (
): Define a força por unidade de área no sistema. - Concentração de Sacarose (
): Quantifica a quantidade de sacarose presente na solução. - Concentração de Maltose (
): Quantifica a quantidade de maltose presente na solução.
Essas variáveis são independentes e suficientes para descrever o estado de equilíbrio da solução.
Resposta
O sistema possui 4 graus de liberdade. As variáveis intensivas independentes escolhidas para especificar o estado de equilíbrio são:
- Temperatura (
) - Pressão (
) - Concentração de Sacarose (
) - Concentração de Maltose (
)
Exercícios relacionados
a) Colocar o alimento a ser aquecido em vasilha metálica.
b) Secar preventivamente o alimento, e deixar o menor número possível de moléculas de água para evitar que essas moléculas consumam a energia das microondas.
c) Evitar colocar alimentos totalmente secos para permitir a absorção das microondas pelas moléculas de água e assim aquecer os alimentos.
d) Deixar o alimento intocado. Como o aquecimento ocorre por correntes de convecção, do interior do alimento para fora, a presença de moléculas de água ou de superfícies metálicas não alteram o processo de aquecimento.
e) Secar preventivamente o alimento. A presença de água no interior do alimento pode blindá-lo, impedindo seu aquecimento.
b) Secar preventivamente o alimento, e deixar o menor número possível de moléculas de água para evitar que essas moléculas consumam a energia das microondas.
c) Evitar colocar alimentos totalmente secos para permitir a absorção das microondas pelas moléculas de água e assim aquecer os alimentos.
d) Deixar o alimento intocado. Como o aquecimento ocorre por correntes de convecção, do interior do alimento para fora, a presença de moléculas de água ou de superfícies metálicas não alteram o processo de aquecimento.
e) Secar preventivamente o alimento. A presença de água no interior do alimento pode blindá-lo, impedindo seu aquecimento.
Entre os problemas antes inexplicáveis e resolvidos nesse novo período, podem-se citar
a) a indução eletromagnética, o efeito fotoelétrico e a radioatividade.
b) a radiação do corpo negro, a lei da Termodinâmica e a radioatividade.
c) a radiação do corpo negro, a indução eletromagnética e a lei da Termodinâmica.
d) a radiação do corpo negro, o efeito fotoelétrico e a radioatividade.
e) a radiação do corpo negro, o efeito fotoelétrico e a indução eletromagnética.
a) a indução eletromagnética, o efeito fotoelétrico e a radioatividade.
b) a radiação do corpo negro, a
c) a radiação do corpo negro, a indução eletromagnética e a
d) a radiação do corpo negro, o efeito fotoelétrico e a radioatividade.
e) a radiação do corpo negro, o efeito fotoelétrico e a indução eletromagnética.
a) se a fonte radioativa emitir partículas alfa, a taxa de emissão de radiação, por parte da amostra, será constante no tempo.
b) se a fonte radioativa emitir radiação gama, a taxa de emissão de radiação, por parte da amostra, será constante no tempo.
c) se a fonte radioativa emitir partículas beta, tanto beta (+) como beta (-), a taxa de emissão de radiação, por parte da amostra, aumentará linearmente no tempo.
d) independentemente de a fonte radioativa emitir alfa, beta ou gama, a taxa de emissão de radiação, por parte da amostra, diminuirá exponencialmente no tempo.
b) se a fonte radioativa emitir radiação gama, a taxa de emissão de radiação, por parte da amostra, será constante no tempo.
c) se a fonte radioativa emitir partículas beta, tanto beta (+) como beta (-), a taxa de emissão de radiação, por parte da amostra, aumentará linearmente no tempo.
d) independentemente de a fonte radioativa emitir alfa, beta ou gama, a taxa de emissão de radiação, por parte da amostra, diminuirá exponencialmente no tempo.
Analise as proposições abaixo a respeito do modelo proposto por Bohr.
I. Bohr postulou que um elétron em um átomo pode circular em torno do núcleo descrevendo órbitas estacionárias sem emitir nenhuma radiação.
II. De acordo com Bohr, existe uma energia definida associada a cada órbita estacionária, e o átomo só irradia energia ao fazer uma transição de uma dessas órbitas para a outra.
III. A energia é irradiada na forma de um fóton e obedece à Equação
Onde h é a constante de Planck.
IV. Um átomo emite ou absorve radiação em uma determinada frequência quando um elétron daquele átomo se move em um estado quântico estacionário. Estão corretas apenas as afirmativas
a) II, III.
b) I e II.
c) I e III.
d) I, II e IV
I. Bohr postulou que um elétron em um átomo pode circular em torno do núcleo descrevendo órbitas estacionárias sem emitir nenhuma radiação.
II. De acordo com Bohr, existe uma energia definida associada a cada órbita estacionária, e o átomo só irradia energia ao fazer uma transição de uma dessas órbitas para a outra.
III. A energia é irradiada na forma de um fóton e obedece à Equação
Onde h é a constante de Planck.
IV. Um átomo emite ou absorve radiação em uma determinada frequência quando um elétron daquele átomo se move em um estado quântico estacionário. Estão corretas apenas as afirmativas
a) II, III.
b) I e II.
c) I e III.
d) I, II e IV