Aula 5. Termoquímica - exercícios 1. Em uma experiência, determinou-se que 59,8 J foram necessários para elevar a temperatura de 25,0 g de etilenoglicol em 1,00 K. Calcule a capacidade calorífica específica do etilenoglicol a partir desses dados. 2. Um pedaço de 15,5 g de cromo, aquecido a 100,0 ºC, é colocado e 55,5 g de água a 16,5 ºC. A temperatura final do metal e da água é de 18,9 ºC. Qual é a capacidade calorífica específica do cromo? Suponha que nenhuma energia seja transferida entre o sistema e a vizinhança. 3. Calcule a quantidade de energia necessária para elevar a temperatura de 1,00 L de etanol (d = 0,7849 g cm-3) de 25,0 ºC ao seu ponto de ebulição (78,3 ºC) e, em seguida, para vaporizar totalmente o líquido. (C etanol= 2,44 J g-1 K-1; calor molar da vaporização de 78,3 ºC = 38,56 kJ mol-1) 4. Para preparar um copo de chá gelado, você coloca 250 mL de chá, cuja temperatura é 18,2 ºC, em um copo que contém cinco cubos de gelo. Cada cubo tem uma massa de 15 g. Qual quantidade de gelo fundirá e quanto gelo permanecerá flutuando no chá? Suponha que o chá gelado tenha uma densidade de 1,0 g mL-1 e uma capacidade calorífica específica de 4,2 J g-1 K-1, que a energia na forma de calor seja transferida apenas dentro do sistema, que o gelo esteja a 0,0 ºC e que nenhuma energia seja transferida entre o sistema e a vizinhança. 5. O nitrogênio gasoso (2,5 L) é confinado em um cilindro sob pressão atmosférica constante (1,01 x 105 Pa). O volume do gás diminui para 2,10 L quando 485 J de energia são transferidos na forma de calor para a vizinhança. Qual a variação na energia interna do gás? 6. A combustão do etano, C2H6, tem uma variação de entalpia de -2857,3 kJ para a reação conforme escrita a seguir. Calcule ∆Hº para a combustão de 15,0 g de C2H6. 2 C2H6(g) + 7 O2(g) → 4 CO2(g) + 6 H2O(g) ∆rHº = -2857,3 kJ (mol de reação)-1 7. Suponha que 200 mL de HCl 0,400 mol L-1 foram misturados com 200 mL de NaOH 0,400 mol L-1 em um calorímetro de copo de café. A temperatura das soluções antes da mistura foi de 25,10 ºC. Após a mistura e a ocorrência da reação, a temperatura foi de 27,78 ºC. Qual foi a variação de entalpia quando um mol de ácido é neutralizado? Suponha que as densidades de todas as soluções sejam 1,00 g L-1, e suas capacidades caloríficas específicas, 4,20 J g-1 K-1. 8. Uma amostra de 1,00 g de açúcar (sacarose, C12H22O11) é queimada em um calorímetro de bomba (bomba calorimétrica). A temperatura de 1,50 x 103 g de água no calorímetro aumenta de 25,00 ºC para 27,32 ºC. A capacidade calorífica da bomba é de 837 J K-1, e a capacidade calorífica específica da água é de 4,20 J g-1 K-1. Calcule (a) o calor liberado por grama de sacarose e (b) o calor liberado por mol de sacarose. 9. Aplique a lei de Hess para calcular a variação de entalpia para a formação de CS2(l) a partir de C(s) e S(s), sendo C(s) + 2 S(s) = CS2(l), utilizando os seguintes valores de entalpia: C(s) + O2(g) → CO2(g) ∆rHº1 = -383,5 kJ (mol de reação)-1 S(s) + O2(g) → SO2(g) ∆rHº2 = -296,8 kJ (mol de reação)-1 CS2(l) + 3 O2(g) → CO2(g) + 2 SO2(g) ∆rHº3 = -1103,9 kJ (mol de reação)-1 10. Calcule a entalpia padrão de combustão do benzeno, C6H6. C6H6(l) + 15/2 O2(g) → 6 CO2(g) + 3 H2O(l) ∆rHº = ? A entalpia de formação do benzeno é conhecida [∆fHº [C6H6(l) = +49,0 kJ mol-1], e outros valores necessários podem ser pesquisados.
