Para a reação
:
b) Calcular
a
b) Calcular
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem a reação química:
E o que a gente precisa fazer é calcular a variação da energia livre de Gibbs, representada por
, a uma temperatura de
. Para isso, vamos usar conceitos de termodinâmica, especificamente a relação entre energia livre, entalpia e entropia.
Passo 2
Primeiro, vamos converter a temperatura de Celsius para Kelvin, já que nas equações termodinâmicas a temperatura deve estar em Kelvin. A fórmula é:
Substituindo:
Passo 3
Agora, precisamos usar a equação da energia livre de Gibbs:
Onde:
-
é a variação da energia livre de Gibbs. -
é a variação da entalpia. -
é a temperatura em Kelvin. -
é a variação da entropia.
Passo 4
Para calcular
, precisamos dos valores de
e
para a reação. Esses valores normalmente vêm de tabelas de dados termodinâmicos padrão. Vamos supor que temos os seguintes valores:
Passo 5
Antes de substituir na equação, vamos garantir que as unidades estejam consistentes. Note que
está em kJ/mol e
em J/(mol·K). Vamos converter
para J/mol:
Passo 6
Agora, substituímos os valores na equação da energia livre de Gibbs:
Passo 7
Vamos calcular a segunda parte da equação:
Então:
Resposta
A variação da energia livre de Gibbs a
é de
.
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(a) É permitido que o pistão se mova à medida que a energia é adicionada.
O que você pode comentar sobre os valores de q, w e nos dois casos? Justifique.
(a) Ocorrerá uma diminuição de energia interna ( ) se o trabalho realizado for maior que 100J. Caso contrário, ocorrerá um aumento e permanecerá inalterada se for igual a 100J.
(a) É permitido que o pistão se mova à medida que a energia é adicionada.
O que você pode comentar sobre os valores de q, w e
(a) Ocorrerá uma diminuição de energia interna (
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