Supondo que um trabalho de
é realizado por um sistema na sua vizinhança enquanto são removidos 70,000 cal de calor do sistema. Calcule o trabalho, o calor e variação de energia interna no sistema.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre trabalho e calor envolvendo um sistema e sua vizinhança. A gente precisa calcular três coisas: o trabalho realizado pelo sistema, o calor transferido e a variação da energia interna do sistema. Para resolver isso, vamos usar as leis da Termodinâmica, especialmente a Primeira Lei, que relaciona energia interna, calor e trabalho.
Passo 2
Primeiro, vamos entender os dados que temos:
- Trabalho realizado pelo sistema na vizinhança:
- Calor removido do sistema:
Mas atenção! As unidades de calor estão em calorias e o trabalho em joules. Para facilitar os cálculos, vamos converter as calorias para joules. Sabemos que:
Passo 3
Vamos converter os 70.000 cal para joules:
O sinal negativo indica que o calor está saindo do sistema.
Passo 4
Agora, aplicamos a Primeira Lei da Termodinâmica, que relaciona a variação da energia interna (
), o calor (
) e o trabalho (
):
Substituindo os valores que temos:
Resposta
O trabalho realizado pelo sistema é de
, o calor removido é de
e a variação da energia interna do sistema é de
.
Exercícios relacionados
Um método sugerido para a remoção de dióxido de enxofre
gasoso de chaminés de usinas de energia é o seguinte: reação entre o
e sulfeto de hidrogênio
gasoso, gerando enxofre (S) sólido e água no estado gasoso.
a) Escreva uma equação química balanceada que represente a reação descrita.
b) Com os dados apresentados no quadro abaixo, calcule a variação de entalpia para essa reação, considerando que ela aconteça a 298,15 K. Pode-se afirmar que essa reação é espontânea? Justifique sua resposta.
a) Escreva uma equação química balanceada que represente a reação descrita.
b) Com os dados apresentados no quadro abaixo, calcule a variação de entalpia para essa reação, considerando que ela aconteça a 298,15 K. Pode-se afirmar que essa reação é espontânea? Justifique sua resposta.
Composto |
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- 296,83 |
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0 |
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a) Com os dados apresentados no quadro, calcule a entalpia de combustão do metanol, em que reagentes e produtos estão no estado gasoso.
b) Sob o ponto de vista do calor liberado por grama, qual combustível é mais eficiente, metanol ou hidrogênio gasosos?
b) Sob o ponto de vista do calor liberado por grama, qual combustível é mais eficiente, metanol ou hidrogênio gasosos?
Composto |
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Dados para o equilíbrio
foram obtidos para a reação em um solvente orgânico a
. As concentrações iniciais dos reagentes e a concentração de
no equilíbrio foram as seguintes:
Calcule a constante de equilíbrio K e a energia de Gibbs padrão da reação na temperatura de
.
Calcule a constante de equilíbrio K e a energia de Gibbs padrão da reação
A origem termodinâmica da constante de equilíbrio está relacionada com a Energia de Gibbs de reação e depende da entropia dos reagentes e produtos, e portanto, da pressão parcial e concentração deles. A expressão abaixo correlaciona a Energia de Gibbs com o quociente de reação, Q. No equilíbrio,
; e não há variação da energia de Gibbs, portanto
.
a) Calcule a Energia de Gibbs de reação para a
quando a pressão parcial do
e
são 0,13 bar, 0,51 bar e 1,42 bar, respectivamente. e
.
a) Calcule a Energia de Gibbs de reação para