Questõessobre Termodinâmica: Energia Interna, Trabalho, Energia Livre de Gibbs e Entropia

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03406342-d5
CESMAC 2017 - Química - Cinética Química, Velocidade de Reação, Energia de Ativação, Concentração, Pressão, Temperatura e Catalisador, Termodinâmica: Energia Interna, Trabalho, Energia Livre de Gibbs e Entropia, Transformações Químicas e Energia

A hidrólise de mono-ésteres de fosfato em sistemas biológicos é um processo crucial e está ligado à regulação metabólica e a uma variedade de sinais celulares. A hidrólise de mono-ésteres fosfatos é um processo termodinamicamente favorável; no entanto, em pH 7 e 298 K, essa reação é muito lenta. Essa hidrólise é catalisada por um grupo de enzimas chamadas de fosfatases, sendo que a reação abaixo envolve uma fosfatase alcalina (AP).



Considere as afirmações e assinale a alternativa correta.

A
A variação da energia livre de Gibbs (∆rG) da reação é positiva.
B
A enzima fosfatase atua como um catalisador, fornecendo um novo caminho entre os reagentes e os produtos com uma energia livre de ativação (energia de ativação) menor que a da reação não catalisada.
C
O mecanismo da reação não é alterado pela presença do catalisador, pois este apenas aumenta a velocidade da reação.
D
Um catalisador, além de aumentar a velocidade da reação, irá também alterar a constante de equilíbrio da reação.
E
A variação da temperatura não altera a velocidade de reações catalisadas.
007931c5-b8
UECE 2015 - Química - Termodinâmica: Energia Interna, Trabalho, Energia Livre de Gibbs e Entropia, Transformações Químicas e Energia, Termoquímica: Energia Calorífica, Calor de reação, Entalpia, Equações e Lei de Hess.

A glicose é produzida no intestino pela degradação dos carboidratos, e transportada pelo sangue até as células onde reage com o oxigênio produzindo dióxido de carbono e água. Para entender a formação da glicose, são fornecidas as seguintes equações:

1. C(s) + O2(g) ⇾ CO2(g) ΔH = - 94,1 kcal
2. H2(g) + ½ O2(g) ⇾ H2O(g) ΔH = - 68,3 kcal
3. C6H12O6(s) + 6 O2(g)⇾ 6CO2(g) + 6 H2O ΔH = - 673,0 kcal

Considerando as reações que conduzem à formação da glicose e apenas as informações acima, pode-se afirmar corretamente que o processo é

                                           ELEMENTO      NÚMERO      MASSA

                                          QUÍMICO         ATÔMICO       ATÔMICA

                                                 H                      1                   1,0

                                                 C                      6                   12,0

                                                 N                      7                   14,0

                                                 O                      8                   16,0

                                                 F                       9                   19,0

                                                Na                     11                  23,0

                                                Si                      14                  28,1

                                                P                       15                  31,0

                                                S                       16                  32,0

                                               Cl                       17                  35,5 

                                               K                        19                  39,0 

                                               Cr                        24                  52,0 

                                               Cu                        29                  63,5

                                               As                        33                  75,0 

                                               Br                         35                  80,0 

                                               Ag                        47                  108,0

                                               Sn                        50                  119,0

                                                Ir                         77                   192,0

                                               Au                        79                   197,0

                                               Hg                        80                   200,0

A
espontâneo.
B
não espontâneo.
C
endoenergético.
D
exoenergético.
87f698ba-b6
IF-RS 2017 - Química - Termodinâmica: Energia Interna, Trabalho, Energia Livre de Gibbs e Entropia, Transformações Químicas e Energia

Para encher uma banheira, são utilizadas duas torneiras acopladas a um misturador: uma de água quente à temperatura de 60ºC e vazão de 12 litros por minutos. A de água fria fornece água a 15ºC e vazão de 13 litros por minuto. As torneiras são abertas ao mesmo tempo. Após 14 minutos, a torneira de água fria é fechada e a de água quente é mantida aberta por mais 5 minutos. Sabendo que a vazão de água pelas torneiras é constante, desprezando as trocas de calor com o meio externo e com a banheira e usando o calor específico da água constante e igual a 1cal/g.ºC, a temperatura da água da banheira em ºC será aproximadamente igual a

A
25
B
35
C
40
D
45
E
50
4a0b856f-bc
UNEB 2013 - Química - Termodinâmica: Energia Interna, Trabalho, Energia Livre de Gibbs e Entropia, Transformações Químicas e Energia



A figura representa o Ciclo de Otto, um ciclo termodinâmico que idealiza o funcionamento de motores de combustão interna de ignição por centelha.

Considerando-se os gases resultantes da combustão como gases ideais e as etapas de transformação apresentadas no diagrama pressão-volume, é correto afirmar:

O etanol é uma solução tipicamente brasileira que está ganhando o mundo. Além de seu uso em diversos setores industriais, o etanol é um combustível de alto desempenho para aplicação em motores de combustão interna.
A produção industrial de etanol baseia-se quase que exclusivamente na fermentação. A fermentação alcóolica é um processo biológico de conversão de monossacarídeos em energia celular, etanol e gás carbônico. A grande maioria dos micro-organismos é capaz de metabolizar apenas monossacarídeos, como a glicose e a frutose.
Diversas estratégias foram desenvolvidas pelos organismos para o aproveitamento dessa fonte de energia, incluindo a produção direta de enzimas glicolíticas por fungos e bactérias, ou a combinação de ácidos e ação mecânica.
A quebra das ligações glicosídicas é feita por uma reação de hidrólise e no caso específico da reação representada pela equação química (C6H10O5)n(s) + nH2O(l) → nC6H12O6(aq), chamada de celulólise, e para que ocorra de maneira eficiente, deve ser catalisada pela ação de algum coadjuvante externo, normalmente uma solução aquosa de ácido ou um coquetel enzimático.
As frações mais recalcitrantes desse processo são hidrolisadas em um segundo estágio mais severo, tipicamente a 215 ºC sob ação do ácido sulfúrico a 0,4% durante cerca de três minutos, o que gera, principalmente, hexoses. Já a hidrólise na presença de solução aquosa de ácido menos diluida, produz uma alta concentração de monossacarídeos, cerca de 90%, e é altamente adaptável a diferentes fontes de biomassa, além de gerar poucos subprodutos inibidores da fermentação. (SELEGHIM; POLIKARPOV, 2012, p. 40-45).
A
O Ciclo de Otto é constituído de duas etapas isotérmicas e duas isobáricas.


B
A substância operante utilizada no ciclo de Otto é a mesma utilizada no Ciclo de Carnot.
C
O Ciclo de Otto descreve o funcionamento de motores das máquinas reais, suscetíveis aos fenômenos irreversíveis.
D
O trabalho útil do motor de combustão interna é representado pela área da figura delimitada pelos pontos C, D, V2 e V1.
E
O trabalho, W, realizado nas transformações adiabáticas é igual a Cv (TC – TB) + Cv (TA – TD), sendo C a capacidade térmica do gás, a volume constante, e T, a temperatura termodinâmica.
4a06a048-bc
UNEB 2013 - Química - Termodinâmica: Energia Interna, Trabalho, Energia Livre de Gibbs e Entropia, Transformações Químicas e Energia

O veículo flex ou veículo de combustível duplo funciona com mais de um tipo de combustível, misturado no mesmo tanque e queimado na câmara de combustão simultaneamente.
Considerando-se que as densidades da gasolina e do etanol são, respectivamente, 0,76kg/L e 0,79g/cm3 a 20 ºC, que os coeficientes de dilatação volumétrica da gasolina e do etanol são iguais a 1,2.10−3 ºC −1 e que calor de vaporização do etanol é de 0,744MJ/L, analise as afirmativas e marque com V as verdadeiras e com F, as falsas.

( ) A densidade da gasolina permanece constante no intervalo térmico entre 25 ºC e 68,7 ºC, nas condições normais de pressão.

( ) A densidade da mistura de massas iguais de gasolina e de etanol, a 20 ºC, é, aproximadamente, 7,7.102 kg/m3 .

( ) Um carro com tanque de capacidade 60 litros pode ser abastecido com 50,0 litros de gasolina a 20 ºC e estacionado ao Sol até atingir a temperatura de 35 ºC, sem que o combustível transborde.

( ) O volume de 1,0m3 de etanol necessita de 7,44.106 J de energia para que vaporize.

A alternativa que indica a sequência correta, de cima para baixo, é a

O etanol é uma solução tipicamente brasileira que está ganhando o mundo. Além de seu uso em diversos setores industriais, o etanol é um combustível de alto desempenho para aplicação em motores de combustão interna.
A produção industrial de etanol baseia-se quase que exclusivamente na fermentação. A fermentação alcóolica é um processo biológico de conversão de monossacarídeos em energia celular, etanol e gás carbônico. A grande maioria dos micro-organismos é capaz de metabolizar apenas monossacarídeos, como a glicose e a frutose.
Diversas estratégias foram desenvolvidas pelos organismos para o aproveitamento dessa fonte de energia, incluindo a produção direta de enzimas glicolíticas por fungos e bactérias, ou a combinação de ácidos e ação mecânica.
A quebra das ligações glicosídicas é feita por uma reação de hidrólise e no caso específico da reação representada pela equação química (C6H10O5)n(s) + nH2O(l) → nC6H12O6(aq), chamada de celulólise, e para que ocorra de maneira eficiente, deve ser catalisada pela ação de algum coadjuvante externo, normalmente uma solução aquosa de ácido ou um coquetel enzimático.
As frações mais recalcitrantes desse processo são hidrolisadas em um segundo estágio mais severo, tipicamente a 215 ºC sob ação do ácido sulfúrico a 0,4% durante cerca de três minutos, o que gera, principalmente, hexoses. Já a hidrólise na presença de solução aquosa de ácido menos diluida, produz uma alta concentração de monossacarídeos, cerca de 90%, e é altamente adaptável a diferentes fontes de biomassa, além de gerar poucos subprodutos inibidores da fermentação. (SELEGHIM; POLIKARPOV, 2012, p. 40-45).
A
V V V F
B
V V F V
C
F F F V
D
F V V F
E
F F V F
86b09d5a-c6
UECE 2013 - Química - Termodinâmica: Energia Interna, Trabalho, Energia Livre de Gibbs e Entropia, Transformações Químicas e Energia

Segundo Bill Bryson, autor de Uma Breve História de Quase Tudo, o cientista americano Josiah Willard Gibbs (1839-1913) foi “o mais brilhante ilustre desconhecido da história”, por conta de sua modéstia e timidez. Gibbs contribuiu, em vários campos da física e da química, sobretudo na conceituação de energia livre que permitiu definir, através de cálculos singelos, a espontaneidade de uma reação química.

Considerando-se o valor da constante de Faraday 96.500 C, conhecendo-se os potenciais de redução para as semirreações que ocorrem na pilha, Sn/Sn2+ // Pb2+/Pb, cujas concentrações de Sn e Pb valem, respectivamente, 1,0 M e 10-3 M, e sabendose, ainda, que: 

Sn2++ 2e-→ Sn        Eo= - 0,14 V
Pb2+ + 2e-→ Pb        E = - 0,22 V,


pode-se afirmar corretamente que a reação global da pilha 

DADOS QUE PODEM SER USADOS NESTA PROVA



A
é espontânea, e o valor da energia de Gibbs é –15,44 kJ.
B
não é espontânea, e o valor da energia de Gibbs é +15,44 kJ.
C
não é espontânea, e o valor da energia de Gibbs é –7,72 kJ.
D
é espontânea, e o valor da energia de Gibbs é +7,72 kJ.
9cdba707-c5
UEG 2018 - Química - Termodinâmica: Energia Interna, Trabalho, Energia Livre de Gibbs e Entropia, Transformações Químicas e Energia

O processo de dissolução do CaCO3 (s) ocorre levando a uma variação da energia livre de Gibbs padrão em torno de +12 kcal.mol-1 , a 25°C e 1 atm. A constante de equilíbrio desse processo está relacionada com a para certa temperatura T, através da relação Após essas informações, verifica-se que a reação


A
a 25°C e 1 atm é espontânea
B
se torna espontânea a uma temperatura de 60 K.
C
apresenta uma constante de equilíbrio igual a e-4,8 a 25°C.
D

possui uma variação de entropia padrão igual -3,0 cal.mol-1 , considerando = -129,8 kcal.mol-1 , =-161,9 kcal.mol-1 e = -288,7 kcal.mol-1 a 298 K.

E
apresenta constante de equilíbrio para o processo de dissolução independente da temperatura.
cd4e1a6c-c9
UFSC 2011 - Química - Termodinâmica: Energia Interna, Trabalho, Energia Livre de Gibbs e Entropia, Transformações Químicas e Energia

Pedrinho, ao chegar da escola, explica para sua avó o que aprendeu sobre o funcionamento de uma panela de pressão. Ela ficou surpresa em saber como um utensílio doméstico comum serve para exemplificar e explicar muitos princípios físicos.

Independentemente de marca e modelo, além de cabos e tampa, toda panela de pressão é constituída basicamente de uma válvula com pino, que serve para controlar a pressão dentro da panela, e de uma válvula de segurança que se rompe, caso a válvula com pino não seja acionada.



Com base no funcionamento da panela, nos princípios e fenômenos físicos envolvidos e no diagrama de fase acima, assinale a proposição CORRETA.


Na panela de pressão em contato com a chama, ocorre uma transformação isobárica quando a válvula com pino é acionada.


Observação: Algumas das questões desta prova são adaptações de situações reais. Alguns dados e condições foram modificados para facilitar o trabalho dos candidatos. 

C
Certo
E
Errado
3e5fb53d-c4
UEG 2018 - Química - Termodinâmica: Energia Interna, Trabalho, Energia Livre de Gibbs e Entropia, Transformações Químicas e Energia

O gráfico a seguir apresenta a expansão realizada por um gás ideal, ao triplicar o seu volume inicial. Durante esse processo, o gás ideal recebe 2,0 x 103 joules de calor.


Durante a expansão, a variação de energia interna, em joule, foi de

A
-1.000
B
- 500
C
+500
D
1.500
E
2.000
3f5338bc-c4
UEG 2018 - Química - Termodinâmica: Energia Interna, Trabalho, Energia Livre de Gibbs e Entropia, Transformações Químicas e Energia

A fluorexetina é um fármaco largamente utilizado para distúrbios de ansiedade e depressão. O processo de cristalização desse fármaco impacta diretamente na biodisponibilidade no organismo humano. No processo de cristalização do oxalato de fluorexetina, estima-se uma variação da energia livre de Gibbs e da entalpia, a 25°C de aproximadamente -180 kJ.mol-1 e -259 kJ.mol-1 , respectivamente. Com base nesses parâmetros termodinâmicos, verifica-se que esse processo de cristalização é, a 25º C,

A
não espontâneo e em equilíbrio químico em solução
B
não espontâneo e endotérmico
C
não espontâneo e exotérmico
D
espontâneo e endotérmico
E
espontâneo e exotérmico
8a856e34-c3
UEG 2018 - Química - Termodinâmica: Energia Interna, Trabalho, Energia Livre de Gibbs e Entropia, Transformações Químicas e Energia

Questão 38 As chalconas são uma classe de moléculas que possuem vários tipos de atividades farmacológicas. No processo de cristalização de um dos derivados de chalcona, mediu-se uma variação da energia livre de Gibbs e da entalpia a 27 °C de -64 kcal.mol-1 e -164 kcal.mol-1 , respectivamente.

Nesse caso, a temperatura, em Kelvin, a partir da qual a cristalização sofrerá uma transição de um processo espontâneo para não-espontâneo, será de aproximadamente

A
492
B
605
C
164
D
228
E
300
0f508beb-b4
IF-MT 2017 - Química - Substâncias e suas propriedades, Termodinâmica: Energia Interna, Trabalho, Energia Livre de Gibbs e Entropia, Transformações Químicas e Energia, Transformações: Estados Físicos e Fenômenos

Na sequência a seguir é apresentada a compressibilidade de um determinado gás em uma seringa, em que não há escape desse gás.


(Fonte Figura: Santos e Mól – Quimica Cidadã- 1ª série Editora AJS-SP(2011)).

Admitindo que o experimento tenha sido realizado em temperatura constante, pode-se afirmar que o gráfico que representa a transformação gasosa acima é:

A

B

C

D

E

3269c23c-ba
UNEB 2017 - Química - Termodinâmica: Energia Interna, Trabalho, Energia Livre de Gibbs e Entropia, Sistemas Gasosos - Lei, Teoria Cinética, Equação e Mistura dos Gases. Princípio de Avogadro., Transformações Químicas e Energia, Transformações Químicas

Todos os gases na condição de baixa massa específica obedecem à lei dos gases ideais.

Considerando-se a constante dos gases ideais igual a 8,3J/mol.K, é correto afirmar:

A
Um gás ideal mantido à pressão constante tem sua temperatura alterada de 27°C para 137°C, enquanto seu volume é dobrado.
B
Na equação de estado do gás ideal, usa-se a escala Celsius, se for escolhido um valor adequado para a constante dos gases ideais.
C
Uma máquina de Carnot, operando entre dois reservatórios de calor nas temperaturas T1 e T2, respectivamente iguais a 127°C e 27°C, retira 280,0J do reservatório quente e realiza um trabalho de 50,0J.
D
O trabalho realizado quando uma substância sofre variação de pressão, volume e temperatura é, numericamente, igual à área sob a curva em um diagrama pV.
E
Uma transformação adiabática é aquela na qual a variação de energia interna é nula.
9394f574-ba
UNEB 2009 - Química - Termodinâmica: Energia Interna, Trabalho, Energia Livre de Gibbs e Entropia, Transformações Químicas e Energia

Com base nas transformações termodinâmicas do gás carbônico, considerado como gás ideal, produzido pela queima de bioetanol nos motores internos de combustão, analise as afirmativas, marcando V nas verdadeiras e F, nas falsas.


( ) O calor específico do gás carbônico, à pressão constante, é maior do que o calor específico desse gás, a volume constante, no mesmo intervalo térmico.

( ) A variação da energia interna do gás carbônico em uma transformação isocórica é igual à quantidade de calor trocado com o meio exterior mais o trabalho realizado pelo gás na sua expansão.

( ) A variação da energia interna do gás comprimido adiabaticamente, realizando sobre ele um trabalho em valor absoluto de 500,0J, é igual a −500,0J.


A alternativa que indica a sequência correta, de cima para baixo, é a

Diante de evidências cada vez mais claras de aquecimento global, devido às emissões antropogênicas dos gases de efeito estufa, o Brasil se encontra na posição privilegiada ao dispor de uma matriz energética baseada no uso de energias renováveis.

Uma alternativa particularmente relevante no país é a produção de biocombustíveis, como o bioetanol e o biodiesel, que estão sendo usados em motores internos de combustão.

(LA ROVERE; OBERMAIER, 2009, p. 68).

A
V F V
B
V F F
C
F F V
D
V V F
E
F V F
938ac220-ba
UNEB 2009 - Química - Termodinâmica: Energia Interna, Trabalho, Energia Livre de Gibbs e Entropia, Transformações Químicas e Energia

Considere uma solução constituída de 600,0g de etanol e 400,0g de água, em equilíbrio térmico com o ambiente a 25,0°C, admitindo-se o calor específico da água igual a 1,0cal/g°C, o ponto de ebulição, o calor específico e o calor de vaporização do etanol, respectivamente iguais a 78,0°C, 0,6cal/g°C e 204,0cal/g.

Considerando-se que todo calor fornecido pela fonte seja absorvido pelo sistema, é correto afirmar que a quantidade de calor necessária para destilação do etanol é, em 105 cal, aproximadamente, igual, a

Cada vez mais os Estados Unidos procuram se libertar do petróleo, pois a dependência dessa fonte de combustível põe em risco não só a segurança nacional, mas também a econômica e a ambiental do país. Como a civilização não pode parar de se locomover, busca-se uma nova maneira de prover energia aos meios de transporte. Biocombustíveis celulósicos oferecem a alternativa mais atraente do ponto de vista ambiental e com maior viabilidade técnica a curto prazo.

(HUBER; DALE, 2009, p. 24).

A
0,4
B
0,5
C
1,6
D
2,5
E
3,2
0d5c7444-b8
UECE 2016 - Química - Termodinâmica: Energia Interna, Trabalho, Energia Livre de Gibbs e Entropia, Transformações Químicas e Energia

Josiah Willard Gibbs (1839 – 1903) foi um pesquisador norte-americano que contribuiu para a determinação da energia livre de um sistema termodinâmico através de uma lei que é associada ao seu nome. Em se tratando de energia livre e de entropia, analise as seguintes proposições:


I. A energia livre pode ser positiva ou negativa, mas nunca pode ser nula.

II. A energia livre é a totalidade de energia de um sistema termodinâmico, que pode ser usada para a realização de trabalho útil.

III. Toda a reação exotérmica é espontânea.

IV. A variação de entropia de uma reação espontânea pode ser negativa.

V. Em certas reações químicas a variação de entalpia coincide com a variação da energia interna.


É correto o que se afirma somente em

DADOS QUE PODEM SER USADOS NESTA PROVA:



A
I e II.
B
III e IV.
C
I, III e V.
D
II, IV e V.
61e45f82-b9
UECE 2019 - Química - Termodinâmica: Energia Interna, Trabalho, Energia Livre de Gibbs e Entropia, Transformações Químicas e Energia

Considerando o capítulo de termodinâmica química, atente para as seguintes proposições:


I. A energia livre depende da temperatura.

II. Todas as reações exotérmicas são espontâneas.

III. Em uma reação química, a variação de entropia é sempre positiva.

IV. Em algumas reações químicas, a variação de entalpia coincide com a variação da energia interna.

V. A variação de entropia de uma reação espontânea pode ser negativa.



É correto somente o que se afirma em


A
I, IV e V.
B
I, III e IV.
C
II e V.
D
II e III.
fa299408-b6
IF-GO 2010 - Química - Termodinâmica: Energia Interna, Trabalho, Energia Livre de Gibbs e Entropia, Transformações Químicas e Energia, Termoquímica: Energia Calorífica, Calor de reação, Entalpia, Equações e Lei de Hess.

Dissolvendo-se certa quantidade de um determinado sal em água a 30ºC obtém-se uma solução cuja temperatura foi para 20ºC. A transformação descrita caracteriza um processo do tipo:

A
Atérmico.
B
Endotérmico.
C
Adiabático.
D
Isotérmico.
E
Exotérmico.
5ab46bde-b3
UFBA 2013 - Química - Termodinâmica: Energia Interna, Trabalho, Energia Livre de Gibbs e Entropia, Transformações Químicas e Energia

Reações no estado gasoso com Δn>0 apresentam ΔS>0.

C
Certo
E
Errado
5ab0e38d-b3
UFBA 2013 - Química - Termodinâmica: Energia Interna, Trabalho, Energia Livre de Gibbs e Entropia, Transformações Químicas e Energia

A reação I é mais espontânea que a reação II.

Considere as duas reações no estado gasoso e os dados termodinâmicos a 298K.

Dados termodinâmicos:

ΔHºf H2O(g) = –241,82kJmol–1

Sº H2O(g) = 188,83JK–1mol–1

Sº CO(g) = 197,65JK–1mol–1

Sº CO2(g) = 213,74JK–1mol–1

Sº H2(g) = 130,68JK–1mol–1

Sº O2(g) = 205,14JK–1mol–1


Com base nestes dados e nos conhecimentos de química, é correto afirmar:

C
Certo
E
Errado