2016_2_GABARITO_Analítica_FSC_QMC_final

Processo de Seleção e Admissão aos
Cursos de Mestrado e de Doutorado
para o Semestre 2016-2
Edital n° 001/PPGQ/2016
EXAME DE SELECÃO PARA O MESTRADO
CADERNO DE PERGUNTAS
Provas de Química Analítica e Físico-Química
Instruções:
1) Não escreva seu nome em nenhuma folha dos cadernos de questões e de respostas. O
candidato deverá colocar somente o número de inscrição nas folhas do caderno de questões e de
respostas (etapa cega). Não poderá haver qualquer outra identificação do candidato, sob pena de
sua desclassificação.
2) O candidato deverá devolver os cadernos de questões e de respostas ao término da prova.
3) Cada questão deve ser respondida no espaço destinado no caderno de respostas. Não serão
corrigidas as questões do caderno de perguntas.
4) O candidato poderá utilizar somente caneta azul ou preta para responder as questões.
5) Não é permitida a remoção de qualquer folha do caderno de questões. Somente a última folha
do caderno de respostas pode ser removida ao final da prova.
6) Não é permitido o empréstimo de materiais a outros candidatos.
P á g i n a 1 | 14
P á g i n a 2 | 14
Química Analítica – Proposições Múltiplas
Questão 01.
Sobre a cromatografia líquida, é correto afirmar
que:
(01) A força cromatográfica mede a capacidade
da fase móvel em interagir com os componentes
da amostra.
(02) A resolução é a medida qualitativa da
habilidade que uma determinada coluna tem de
separar dois analitos.
(04) A equação de van Deemter é escrita como:
H = A + B/u + Cu. Nesta equação o termo de
transferência de massas ou difusão axial (Cu) é
proveniente do tempo finito para o soluto
alcançar o equilíbrio entre as fases móvel e
estacionária. Assim, quanto mais lenta a fase
móvel, mais rápido é atingido o equilíbrio e
menor o alargamento do pico cromatográfico.
(08) Em eluição isocrática a fase móvel é
constituída de somente um solvente ou de uma
mistura de solventes com composição
constante.
(16) Na cromatografia líquida de fase reversa a
fase estacionária tem caráter apolar e a fase
móvel é menos apolar que a fase estacionária,
sendo o mecanismo de separação a partição
e/ou adsorção.
(32) As pré-colunas de HPLC (ou colunas de
guarda) são utilizadas para aumentar a
eficiência da coluna.
à agitação da solução e migração relaciona-se
com a atração eletrostática.
(32) A voltametria de pulso diferencial e a
voltametria de onda quadrada são técnicas de
pulsos que possuem parâmetros que podem ser
avaliados. Apesar disso, são menos sensíveis
que a voltametria cíclica.
Rascunho:
Questão 02.
Sobre os métodos voltamétricos, é correto
afirmar que:
(01) São métodos eletroanalíticos que
dependem da medida de corrente em função do
potencial aplicado.
(02) A polarografia é uma técnica voltamétrica
cujo eletrodo de trabalho usado é o eletrodo
gotejante de mercúrio.
(04) A célula eletroquímica é constituída de três
eletrodos (referência, trabalho e contra-eletrodo)
imersos na solução do analito, que é reduzido
ou oxidado na presença de um eletrólito de
suporte.
(08) Eletrólito de suporte é um sal adicionado em
excesso à solução do analito, e uma de suas
funções é reduzir o efeito de difusão e aumentar
a resistência da solução.
(16) Os tipos dos transportes de massa são
migração, convecção e difusão. Difusão é o
movimento da espécie sob influência do
gradiente de concentração, convecção é devido
P á g i n a 3 | 14
Questão 03.
Sobre titulação volumétrica é correto afirmar
que:
(01) Envolve medida de volume de uma solução
de concentração conhecida necessária para
reagir completamente com o analito.
(02) No ponto de equivalência, a quantidade
adicionada de titulante é equivalente à
quantidade de analito na amostra.
(04) Em uma análise, o padrão secundário é um
composto de alta pureza que serve como
material de referência.
(08) A faixa de transição de pH da maioria dos
indicadores (ácido/base) é de aproximadamente
pKa ± 2.
(16) Indicadores são ácidos ou bases orgânicas
fracas que apresentam coloração diferente
dependendo da forma que se encontram em
solução (ácida ou básica).
(32) As soluções padrão, utilizadas nas
titulações ácido-base, são constituídas por
ácidos ou bases fracas, porque reagem de
forma mais completa com o analito.
Rascunho:
Questão 04.
Sobre espectrometria de absorção molecular, é
correto afirmar que:
(01) É uma técnica que utiliza fonte de radiação
discreta para a realização das análises.
(02) A absortividade molar é uma constante
característica da espécie absorvente em um
solvente para um comprimento de onda
particular.
(04) As características de desempenho dos
filtros de absorção são significativamente
superiores às dos filtros de interferência, pois os
filtros de absorção apresentam maiores larguras
de bandas.
(08) O recipiente da amostra deve ser
construído de um material que deixe passar a
radiação na região espectral de interesse. Deste
modo, usa-se quartzo para a região visível do
espectro e vidros de silicato na região ultravioleta do espectro.
(16) Um monocromador apresenta os seguintes
componentes básicos: fenda de entrada,
espelhos colimadores, filtros de absorção, plano
focal e fenda de saída.
(32) A linearidade da lei de Beer é limitada por
fatores reais, químicos e instrumentais. Entre os
fatores químicos está o deslocamento do
equilíbrio químico em função da concentração
do analito.
P á g i n a 4 | 14
Química Analítica - Discursivas
Questão 05.
Um estudante do curso de Química da UFSC preparou uma solução diluindo 15,00 mL de solução de
ácido acético (CH3COOH) 1,00 mol L-1 (Ka = 1,75 x 10-5) para um volume final de 100,00 mL, obtendose uma solução denominada solução A. A seguir ele adicionou, à solução A, 1,50 g de acetato de sódio
(MM = 82 g mol-1) obtendo-se a solução denominada solução B.
(20%) a) Escreva a equação química da dissociação do ácido acético e a respectiva equação da
constante do equilíbrio químico.
(20%) b) Calcule a concentração dos íons H3O+ e o pH da solução A.
(20%) c) Calcule o grau de dissociação do ácido acético na solução A.
(20%) d) Explique qual é o efeito da adição de acetato de sódio sobre o equilíbrio estabelecido na solução
A.
(20%) e) Calcule o pH da solução B (desconsidere qualquer efeito na variação de volume).
RESPOSTAS:
CH3COOH + H2O  CH3COO- + H3O+ Ka = [CH3COO-][H3O+]/[CH3COOH]
[H3O+] = 1,62 x 10-3 mol L-1 e pH = 2,8
α = 1,08%
Ocorre o deslocamento do equilíbrio químico no sentido dos reagentes, reduzindo a
concentração do H3O+ e elevando o valor do pH da solução.
(e) pH = 4,8
(a)
(b)
(c)
(d)
P á g i n a 5 | 14
Questão 06.
Com base nas três técnicas de volumetria de precipitação usando solução padrão de nitrato de prata
para determinação de haletos (Mohr, Volhard e Fajans), responda as seguintes questões:
(25%)(a) O método de Mohr é bastante conhecido e usado para determinação de cloreto. Que indicador
é utilizado e quais são as reações envolvidas neste método?
(25%)(b) O método de Volhard é um método indireto para determinação de cloreto. Que indicador é
usado e quais são as reações envolvidas neste método?
(50%)(c) Empregando o método de Fajans, uma amostra de água tônica (15,0 mL) contendo íons cloreto
foi titulada com nitrato de prata 0,0101 mol L-1, utilizando-se 9,5 mL do titulante para atingir o ponto final.
Qual é a concentração (g/100 mL) de cloreto (MM = 35,45 g mol-1) nesta amostra?
RESPOSTAS:
a)Indicador: solução de cromato de potássio
Ag+(aq) + Cl-(aq)  AgCl(s)
2Ag+ (aq) + CrO42- (aq)  Ag2CrO4(s)
b)Indicador: solução de ferro(III)
Ag+(aq) + Cl-(aq)  AgCl (s) + Ag+ (excesso)
Ag+ (excesso) + SCN- (aq)  AgSCN(s)
Fe3+ (aq) + SCN- (aq)  Fe(SCN)2+
c) concentração = 0,023g/100mL
P á g i n a 6 | 14
Questão 07.
Em meio aquoso, calcule o pH das seguintes soluções:
(25%) a) solução de monohidrogenofosfato de sódio 0,200 mol L-1 (Ka1 = 7,52 x 10-3, Ka2 = 6,23 x 10-8,
Ka3 = 4,80 x 10-13).
(25%) b) solução de ácido sulfídrico 0,0150 mol L-1 (Ka1 = 1,3 x 10-7 e Ka2 = 1,0 x 10-14);
(25%) c) solução de lactato de sódio (NaC3H5O3) 0,040 mol L-1 (Ka = 1,4 x 10-4).
(25%) d) solução de anilina 0,100 mol L-1 (Kb = 4,0 x 10-10).
RESPOSTAS:
(a) pH = 9,8
(b) pH = 4,4
(c) pH = 8,2
(d) pH = 8,8
P á g i n a 7 | 14
Questão 08.
O permanganato de potássio é um forte agente oxidante, possui cor violeta intensa, em soluções
fortemente ácidas é reduzido a manganês(II) e é bastante usado em volumetria de oxidorredução. Sobre
esses processos, responda:
(25%) a) Cite dois possíveis métodos para indicação do ponto final em uma titulação de oxidorredução.
(50%) b) Na padronização de uma solução de permanganato de potássio (MM = 158,04 g mol-1) foram
gastos 24,2 mL de titulante para reagir completamente com uma solução ácida contendo 0,1220 g de
oxalato de sódio (Na2C2O4; MM = 134,0 g mol-1). Qual a concentração (mol L-1) de permanganato de
potássio nesta solução? Reação química:
2MnO4- + 5C2O42- + 16H+  2 Mn2+ + 10CO2 + 8H2O
(25%) c) Qual o potencial de uma solução de permanganato de potássio, onde [Mn2+]=1,0x10-3 mol L-1,
[MnO4– ] = 0,05 mol L-1 e pH = 1,0? Dado: Eº (MnO4– /Mn2+) = 1,51 V.
RESPOSTAS:
(a)Volumetria e potenciometria.
(b)[KMnO4] = 0,0150 mol L-1
(c)E= + 1,435V
Físico-Química – Proposições Múltiplas
P á g i n a 8 | 14
Questão 09.
A figura a seguir apresenta o diagrama
temperatura-composição de uma mistura de
água e etanol, obtido a 1 atm.
A partir do diagrama, é correto afirmar que:
(01) Não é possível determinar o ponto de
ebulição da água pura e do etanol puro.
(02) O diagrama não apresenta desvios de
idealidade, uma vez que misturas de água e
etanol formam soluções ideais em todas as
composições.
(04) É possível observar a formação de um
azeótropo de composição 95,6% de etanol e
4,4% de água. Essa mistura entra em ebulição
em 351,3 K.
(08) Se uma solução aquosa com 25% em
massa de etanol a 351,3 K for destilada, a
composição da primeira gota do condensado
será de aproximadamente 49% etanol e 51%
água.
(16) Partindo de uma solução aquosa com 20%
em massa de etanol, seria necessário pelo
menos dez ciclos sucessivos de destilaçãocondensação para a separação completa da
água e do etanol através de destilação.
Questão 10.
Em termodinâmica estatística, uma proposição
para o cálculo das propriedades decorrentes da
segunda lei da termodinâmica foi feita pelo
austríaco Ludwig Boltzmann, considerando que
uma medida quantitativa da entropia poderia ser
definida do seguinte modo: S = kB ln W. A
expressão é conhecida como equação de
Boltzmann, onde S é a entropia, W é o número
de maneiras de se distribuir moléculas e suas
energias no sistema e kB é uma constante,
conhecida como constante de Boltzmann.
Considere a figura a seguir, que ilustra duas
moléculas de um gás perfeito, contidas no bulbo
esquerdo de um recipiente isotérmico, separado
do bulbo da direita (que está vazio) por uma
torneira. Esta torneira pode ser aberta em
qualquer instante.
Supondo que cada molécula tem igual
probabilidade de estar em qualquer dos bulbos
após a abertura da torneira, é correto afirmar
que:
(01) Após a abertura da torneira, é maior a
probabilidade das moléculas permanecerem no
mesmo bulbo, uma vez que isso corresponde a
uma diminuição da entropia.
(02) Após a abertura da torneira, a probabilidade
de uma molécula estar no bulbo esquerdo e
outra no direito equivale a 0,5.
(04) Após a abertura da torneira, a probabilidade
de ambas as moléculas estarem no bulbo
esquerdo é 0,5.
(08) Se ao invés de duas moléculas existissem
três, a probabilidade de todas estarem no bulbo
esquerdo depois da abertura da torneira seria
0,125.
(16) Após a abertura da torneira, ocorre a
expansão isotérmica do gás perfeito. Este
processo é espontâneo, uma vez que leva a
uma diminuição da energia livre de Gibbs devido
a variação positiva de entropia (condizente com
a segunda lei da termodinâmica) e negativa de
entalpia, logo, correspondendo a um processo
espontâneo.
Questão 11.
P á g i n a 9 | 14
Uma das áreas de estudo mais fascinantes em
cinética química é a catálise enzimática. O
fenômeno da catálise enzimática geralmente
resulta em um grande aumento na velocidade de
reação e em alta especificidade. Em 1913, a
bioquímica alemã Leonor Michaelis e o
bioquímico
canadense
Maud
Menten
propuseram um mecanismo para explicar a
dependência da velocidade inicial de reações
catalisadas com enzima (modelo MichaelisMenten (figura a)). Uma abordagem mais
satisfatória foi sugerida pelos químicos
americanos Hans Lineweaver e Dean Burk
(gráfico de Lineweaver-Burk (Figura b)).
Figura (a)
1/Velocidade
𝒗𝒎á𝒙
𝒗𝒎á𝒙 [𝑺]
=
𝟐
𝑲𝑴 + [𝑺]
0
1/[S]
velocidade da reação, k, e a concentração do
substrato [S].
(02) Os parâmetros KM e 𝑣𝑚á𝑥 determinados por
uma catálise enzimática mudam à medida que a
concentração do substrato aumenta.
(04) A constante de equilíbrio em uma reação
catalisada é sempre maior do que em uma
reação não catalisada.
(08) Quando KM >> [S], a velocidade de reação
independe da concentração da enzima.
(16) Quando todas as moléculas de enzima
estiverem complexadas com o substrato na
forma ES, a 𝑣0 medida está no seu valor máximo
(𝑣𝑚á𝑥 ).
Questão 12.
No estado líquido, as moléculas de uma
substância se encontram em um estado de
organização intermediário entre o estado sólido
e o gasoso. O movimento das moléculas é muito
mais restrito, desta forma os líquidos
apresentam-se mais densos que os gases.
Tendo em vista o estado líquido como
referencial, é correto afirmar que:
(01) A pressão exercida pelas moléculas de
vapor em equilíbrio com o líquido a uma
determinada temperatura é a sua pressão de
vapor e é independente do tipo de líquido e das
interações existentes.
(02) Para uma série de líquidos puros, se a
temperatura de ebulição aumenta na série,
maiores serão as interações existentes entre as
moléculas do líquido que apresenta maior ponto
de ebulição.
(04) O fenômeno de interface entre duas fases
químicas é denominado tensão superficial,
sendo esta propriedade originada pelas forças
de coesão entre as moléculas de um líquido.
(08) Com o aumento da temperatura em
líquidos, favorecemos o aumento na tensão
superficial.
(16) Um aumento na temperatura de um líquido
leva a um aumento da viscosidade desse
líquido.
Figura (b)
𝟏
𝑲𝑴
𝟏
=
+
𝒗𝟎 𝒗𝒎á𝒙 [𝑺] 𝒗𝒎á𝒙
A partir dos modelos apresentados, assinale as
alternativas que descrevem corretamente uma
catálise enzimática:
(01) Pode-se determinar KM pelo coeficiente
linear de uma relação entre a constante de
P á g i n a 10 | 14
Físico-Química - Discursivas
Questão 13.
James Clerk Maxwell apresentou, em 1870, as chamadas “relações de Maxwell”. Embora atualmente
estas relações pareçam diretas, naquela época os fundamentos básicos da termodinâmica ainda
estavam sendo compreendidos.
Um aspecto básico dessas relações diferenciais exatas é que a ordem de diferenciação não importa. As
relações de Maxwell são muito úteis, principalmente por serem aplicáveis de maneira geral (por exemplo,
podem ser utilizadas em qualquer fase da matéria) e expressar relações em função de variáveis
mensuráveis. Elas também são úteis na dedução de novas equações aplicáveis a variações
termodinâmicas de sistemas e permitem determinar os valores das variações em funções de estado que
são difíceis de se determinar experimentalmente. Algumas dessas relações aparecem a seguir:
𝜕𝑇
𝜕𝑉
( ) = ( )
𝜕𝑝 𝑆
𝜕𝑆 𝑝
Onde:
𝜕𝑇
𝜕𝑝
( ) = −( )
T é a temperatura;
𝜕𝑉 𝑆
𝜕𝑆 𝑉
p é a pressão;
𝜕𝑆
𝜕𝑝
S é a entropia;
( ) = ( )
𝜕𝑉 𝑇
𝜕𝑇 𝑉
V é o volume.
𝜕𝑆
𝜕𝑉
( ) = −( )
𝜕𝑝 𝑇
𝜕𝑇 𝑝
𝜕𝑆
Determine ( ) para um gás que segue a equação de estado de van der Waals 𝑝 =
𝜕𝑉
𝑇
𝑛𝑅𝑇
𝑉 − 𝑛𝑏
−
𝑎𝑛2
𝑉2
.
Note que, na equação de van der Waals:
“a” e “b” são constantes de van der Waals para um determinado gás;
“n” é o número de mols do gás;
𝜕𝑆
𝜕𝑝
“R” é a constante dos gases.( ) = ( )
𝜕𝑉
𝜕𝑇
𝑇
𝑉
RESPOSTA:
A partir da tabela apresentada no exercício, é possível observar que:
𝜕𝑆
𝜕𝑝
( ) = ( )
𝜕𝑉 𝑇
𝜕𝑇 𝑉
Tomando a derivada da pressão em relação a temperatura, a volume constante, a partir da equação de
van der Waals, tem-se:
𝜕𝑝
𝑛𝑅
( ) =
𝜕𝑇 𝑉
𝑉 − 𝑛𝑏
𝜕𝑆
Logo, pelas relações de Maxwell, é possível mostrar que a relação (𝜕𝑉) pode ser expressa como:
𝑇
𝜕𝑆
𝑛𝑅
( ) =
𝜕𝑉 𝑇
𝑉 − 𝑛𝑏
P á g i n a 11 | 14
Questão 14.
A figura a seguir mostra os volumes de soluções, V, contendo 1000 g de água e n mols de MgSO4,
obtidos a 20 ºC e 1 atm.
Considere uma solução de MgSO4(aq), com molalidade igual a 0,1 mol kg-1, em mesma temperatura e
pressão. Sabendo que,
𝜕𝑉
𝑉𝐴 = (𝜕𝑛 )
e
𝑉 = 𝑛𝐴 𝑉𝐴 + 𝑛𝐵 𝑉𝐵
𝐴
𝑇,𝑝,𝑛𝐵
Onde VA e VB são os volumes parciais molares das substâncias A e B em solução, V é o volume da
solução, T é a temperatura, p é a pressão, e nA e nB são os números de mols de A e B.
Determine:
(50%) a) o volume parcial molar do sulfato de magnésio (𝑉𝑀𝑔𝑆𝑂4 );
(50%) b) o volume parcial molar da água (𝑉𝐻2 𝑂 ).
RESPOSTAS:
𝜕𝑉
(a) A relação 𝑉𝑗 = (𝜕𝑛 )
𝑗
mostra que o volume parcial molar de uma espécie “A” é o coeficiente
𝑇,𝑝,𝑛𝐵
angular da curva de V contra nB em qualquer composição. Uma vez definida a composição de interesse
(0,1 mol de MgSO4 por kg de água), o volume parcial molar 𝑉𝑀𝑔𝑆𝑂4 pode ser determinado.
𝑉𝑀𝑔𝑆𝑂4 =
(1001,90 − 1001,70) 𝑐𝑚3
= 1,0 𝑐𝑚3 𝑚𝑜𝑙−1
(0,30 − 0,10)𝑚𝑜𝑙
(b) A solução tem 0,1 mol de MgSO4 em 1000 g de água, logo:
𝑛𝐻2 𝑂 = 55,51 𝑚𝑜𝑙
Conhecido o valor de 𝑉𝑀𝑔𝑆𝑂4 é possível determinar 𝑉𝐻2 𝑂 através da relação:
𝑉 = 𝑛𝑀𝑔𝑆𝑂4 𝑉𝑀𝑔𝑆𝑂4 + 𝑛𝐻2 𝑂 𝑉𝐻2𝑂
Segue imediatamente que:
𝑉𝐻2 𝑂 = 18,04 𝑐𝑚3 𝑚𝑜𝑙 −1
P á g i n a 12 | 14
Questão 15.
(30%) a) O metabolismo é uma quebra gradativa do alimento que ingerimos com a finalidade de prover
energia para crescimento e função. Uma equação geral para esse processo complexo representa a
degradação da glicose (C6H12O6) a CO2 e H2O:
C6H12O6(s) + 6 O2(g)  6 CO2(g) + 6 H2O(l)
Calcule, para esta reação, a entalpia padrão a 298 K.
Dados: fH°(C6H12O6) = -1274,5 kJ mol-1; fH°(CO2) = -393,5 kJ mol-1; fH°(H2O) = -285,8 kJ mol-1.
(30%) b) A oxidação da glicose é completa, como apresentado no item a, em sistemas biológicos. As
células musculares podem ficar com falta de O2 durante exercícios vigorosos. Nesse caso, uma molécula
de glicose é convertida em duas moléculas de ácido lático, no processo de glicólise. Dadas as equações
termoquímicas para a combustão da glicose e do ácido lático:
C6H12O6(s) + 6 O2(g)  6 CO2(g) + 6 H2O(l)
CH3CH(OH)COOH(s) + 3 O2(g)  3 CO2(g) + 3 H2O(l)
H° = ?
(item a)
H° = -1344 kJ mol-1
Calcule a entalpia padrão para a glicólise: C6H12O6(s)  2 CH3CH(OH)COOH(s).
(40%) c) A fonte primária de energia para numerosas reações biológicas, desde a síntese de proteínas
até o transporte de íons, é a adenosina-5’-trifosfato (ATP). A reação de queima da glicose pode ser
utilizada na síntese do ATP em sistemas biológicos, como segue:
4C6H12O6 + 38 H+ + 38 ADP3- + 38 HPO2−
4 + 6 O2 → 38 ATP + 6CO2 + 44 H2O
(ADP = adenosina-5’-difosfato)
c) Mostre que a reação de síntese do ATP (mostrada acima) é exergônica e calcule o valor de G°.
Dados:
4ADP3- + H+ + HPO2−
G° = 31,4 kJ mol-1
4 → ATP + H2O
C6H12O6 + 6 O2  6 CO2 + 6 H2O
G° = -2879 kJ mol-1
RESPOSTAS:
RASCUNHO:
a) Hr = fHprodutos - fHreagentes
Hr = (6fH(CO2) + 6fH(H2O)) – (fH(C6H12O6) + 6fH(O2))
Hr = 6(-393,5) + 6(-285,8) – (-1274,5) + 0 = - 2801,3 kJ mol-1
b) Tendo a reação global como base: C6H12O6(s)  2 CH3CH(OH)COOH(s).
C6H12O6(s) + 6 O2(g)  6 CO2(g) + 6 H2O(l)
H° = - 2801,3
Inverte e x2 6 CO2(g) + 6 H2O(l)  2 CH3CH(OH)COOH(s) + 6 O2(g) H° = + 2688
C6H12O6(s)  2 CH3CH(OH)COOH(s)
H° = - 113,3 kJ mol-1
c) Pela reação global: 1 mol de C6H12O6 gera 38 ATP4(x38)
4ADP3- + H+ + HPO2−
4 → ATP + H2O
C6H12O6 + 6 O2  6 CO2 + 6 H2O
(x38 ) G° = 31,4 kJ mol-1
G° = -2879 kJ mol-1
438 ADP3- + 38 H+ +38 HPO2−
4 → 38 ATP + 38 H2O
C6H12O6 + 6 O2  6 CO2 + 6 H2O
G° = 1193,2 kJ mol-1
G° = -2879 kJ mol-1
Somando as duas semirreações:
4C6H12O6 + 38 H+ + 38 ADP3- + 38 HPO2−
4 + 6 O2 → 38 ATP + 6CO2 + 44 H2O
G° = - 1685,8 kJ mol-1
P á g i n a 13 | 14
Questão 16.
As duas representações a seguir demonstram uma visão molecular de um sistema que varia em
temperatura constante durante uma transformação de fase: (A) processo de fusão e (B) processo de
condensação.
sólido
líquido
A
vapor
líquido
B
a) Comente em cada caso se:
(30%) i) Calor (q) é absorvido ou perdido pelo sistema;
(30%) ii) Trabalho de expansão (w) é executado no sistema ou pelo sistema;
(40%) b) Prediga que sinais q e w podem assumir em cada processo.
RESPOSTAS:
Processo A: Durante a fusão, calor deve ser absorvido pelo sistema e assume um valor de q positivo,
desde que a mudança esteja ocorrendo à temperatura constante (U = 0). Desta forma, w é realizado
pelo sistema e seu valor é negativo.
Processo B: Durante a condensação, calor deve ser liberado pelo sistema e assume um valor de q
negativo, desde que a mudança esteja ocorrendo à temperatura constante (U = 0). Desta forma, w é
realizado no sistema e seu valor é positivo.
P á g i n a 14 | 14