Questão 3330814

• Banca: IBFC
• Órgão: SEDUC-MT
• Ano: 2017
• Provas: IBFC - 2017 - SEDUC-MT - Professor de Educação Básica - Química
• Disciplina: Química
• Assuntos: Termoquímica: Energia Calorífica, Calor de reação, Entalpia, Equações e Lei de Hess.; Transformações Químicas e Energia

Para um certo líquido, o ponto normal de ebulição é 400 K. O calor de vaporização pode ser calculado pela equação: ΔH = 13500 -10 T (cal mol-1). Admitindo que seu vapor se comporte como gás ideal e que o volume do líquido seja desprezível quando comparado com o do vapor, os valores aproximados de q, w, ΔU, ΔH, ΔS e ΔG, para o processo de vaporização de 1 mol de benzeno a 400 K são:

Dado: 1 cal = ~4,187 J

• A. q_vap= - 39,75 kJ.mol^-1, ΔH_vap= - 39,75 kJ.mol^-1, ΔG=0, ΔS_vap= + 99,4 J.K^-1.mol^-1, w = - 3,33 kJ.mo^l-1 e ΔU = 36,4 kJ
• B. q_vap= + 39,75 kJ.mol^-1, ΔH_vap= + 39,75 kJ.mol^-1, ΔG=0, Δ_Svap= + 99,4 J.K^-1.mol^-1, w = - 3,33 kJ.mol^-1 e ΔU = 36,4 kJ
• C. q_vap= + 39,75 kJ.mol^-1, ΔH_vap= - 39,75 kJ.mol^-1, ΔG=0, ΔS_vap= + 99,4 J.K^-1.mol^-1, w = - 3,33 kJ.mol^-1 e ΔU = - 36,4 kJ
• D. q_vap= - 39,75 kJ.mol^-1, ΔH_vap= - 39,75 kJ.mol^-1, ΔG=0, ΔS_vap= - 99,4 J.K^-1.mol^-1, w = + 3,33 kJ.mol^-1 e ΔU = - 36,4 kJ
• E. q_vap= - 39,75 kJ.mol^-1, ΔH_vap= + 39,75 kJ.mol^-1, ΔG=0, ΔS_vap= - 99,4 J.K-1.mol^-1, w = - 3,33 kJ.mol^-1 e ΔU = 36,4 kJ

Gabarito: B

Comentários

• Alternativa B

  Se alguém encontrar algum erro, por favor me corrija, eu resolvi da seguinte forma:

  ΔH - a variação de entalpia deve ser positiva, pois o sistema está absorvendo calor, o líquido está evaporando, assim já eliminamos as alternativas A, C e D

  Ficamos entre B e E, sendo que a única diferença entre essas opções é a variação de entropia ΔS.

  ΔG = 0, o sistema está em equilíbrio

  No caso temos um líquido que está evaporando, então o grau de desordem das moléculas é maior no estado de vapor, e menor no estado líquido, logo, a entropia deve ser positiva.

  Chegamos na alternativa B.

  Eu realmente não sei se esse caminho que segui está totalmente certo, mas como cheguei na resposta, achei interessante postar para possíveis comentários de colegas.

• Como chegar ao valor do trabalho (w)?

• ΔH = 13500 -10 T, com T = 400K

  Temos ΔH > 0

  ΔG = ΔH - TΔS, com ΔG = 0, temos:

  ΔH = TΔS, logo ΔS também será > 0

  dS = dq / T , logo, q > 0

  ΔU = q + w , o trabalho será negativo (vaporização, o gás expande, realiza trabalho (w < 0))

  Pelas alternativas, sabemos que ΔU = 36,4 e w = 3,33 (em valores absolutos, desconsiderando o sinal)

  como q é positivo, e w negativo, temos:

  ΔU = q + w

  36,4 = 39,75 - 3,33

  Lembrando: os valores absolutos são iguais em todas as alternativas!

  Gabarito B