Capítulo 3

Exercício 3.1 (Rao):
Um sistema é submetido a uma série de processos, de acordo com as linhas do diagrama P-V
abaixo:
Partindo-se do estado a e atingindo-se o estado b, ao longo do caminho a-c-b, troca-se 800 [J]
de calor que é fornecido ao sistema, e 300 [J] sob a forma de trabalho que é feito pelo sistema
sobre a sua vizinhança.
(a) Partindo-se do estado a e atingindo-se o estado b, ao longo do caminho a-d-b, qual é o
valor do calor absorvido pelo sistema se o trabalho feito pelo sistema corresponde a 120 [J]?
(b) Suponha que o sistema retorne, do estado b até o estado a, diretamente. O trabalho feito
sobre o sistema é igual a 220 [J]. O sistema absorve ou emite calor? Quanto?
(c) Suponha que Ua = 0 [J] e que Ud = 400 [J]. Determine o calor absorvido nos processos a-d
e d-b.
Respostas:
(a) ΔUb-a = +500 [J]; q = +620 [J]
(b) ΔUa-b = -500 [J]; q = -720 [J] Calor é emitido pelo sistema.
(c) ΔUd-a = +400 [J]; q = +520 [J]; ΔUb-d = +100 [J]; q = +100 [J];
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Exercício 3.2:
Para a Ag sólida são conhecidos os coeficientes da função calor específico cp = f(T) [J/mol].
Qual a quantia de calor necessária para aquecer 1 [mol] deste metal, desde 25 [°C] até a
temperatura de 900 [°C]?
Dados:
a = 21,3; b = 8,535E-3; c = 0; d = 1,506E5
Resposta: 24 506 [J]
-------------------------------------------Exercício 3.3:
Determine (a) a temperatura final quando 1500[g] de chumbo à temperatura de 100[ºC] são
colocados em contato com 100[g] de água à temperatura de 25[ºC]. (b) Faça um diagrama
mostrando a função H = f(T) para explicar o fundamento da solução.
Dados:
Propriedade
massa
cp*
temperatura
massa molar
*
H2O
100
18,03
25
18,05
Pb
1500
6,38
100
207,2
Unidades
[g]
[cal/(ºCmol)]
[ºC]
[g/mol]
Considere o valor do calor específico, cp, constante na faixa de temperaturas de interesse
Dica:
Trate a água e o chumbo como dois sistemas independentes e calcule o incremento de entalpia
de cada um dos subsistemas. ΔH total (na verdade, o incremento de entalpia total) é zero, pois
não entra nem sai calor do sistema (há, no entanto, uma troca de calor entre um subsistema e o
outro!).
Resposta: T de equilíbrio = 48,7[ºC]
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