Questões de Concurso Comentadas por alunos sobre termodinâmica e equilíbrio de fases em engenharia química e química industrial

Dos quatro postulados da termodinâmica, três deles podem ser descritos por:

I. Existem estados particulares, chamados estados de equilíbrio, de sistemas simples os quais, macroscopicamente, são completamente caracterizados pela energia interna, U, o volume, V, e os números de moles N1, N2, ..., Nr, de seus componentes químicos.
II. Existe uma função, chamada entropia, S, dos parâmetros extensivos de qualquer sistema composto, definida para todos os estados de equilíbrio, possuindo a seguinte propriedade: os valores assumidos pelos parâmetros extensivos na ausência de uma restrição interna são aqueles que maximizam a entropia sobre o conjunto de estados de equilíbrio sob restrição.
III. A entropia de um sistema composto é aditiva sobre os subsistemas constituintes. A entropia é uma função descontínua   e   diferençável, e monotonicamente crescente da energia interna.
Assinale a alternativa correta:

A avaliação da segurança estrutural de tanques metálicos de armazenamento de combustíveis, em condições de variações de pressão, temperatura e volume, é extremamente importante do ponto de vista de prevenção de acidentes e impactos ambientais. Considere que um tanque com volume de 25 L absorve exatamente 1,0 kJ de calor. Um técnico fez três simulações experimentais no sentido de compreender o valor da variação da energia interna do sistema (∆U) do tanque, conforme descrito a seguir. I. Não variou o volume do tanque. II. Expandiu 5 litros do volume do tanque contra uma pressão constante de 1 atm. III. Expandiu 0,1 litro do volume do tanque contra uma pressão constante de 0,1 atm. Nessas condições, é correto afirmar que os valores aproximados de ∆U, em quilojoules, nos três experimentos são, respectivamente: Dado: 101,3 J = 1 L atm

Um calorímetro em pressão constante e um calorímetro de bomba medem variações de funções de estado diferentes. Em volume constante, a transferência de calor é interpretada como ∆U e, em pressão constante, como ∆H. Considere que um calorímetro de volume constante, registrado à temperatura de 298 K, mostrou que a perda de calor que acompanha a combustão de um mol de molécula de glicose é igual 2.560 kJ. A equação química a seguir descreve o processo reacional.
C₆ H₁₂O₆ (s) + 6O₂ (g) → 6CO₂ (g) + 6H₂O (g)
Nessas condições, e considerando que os gases são ideais, é correto afirmar que a variação de entalpia da mesma reação é, em quilojoules, aproximadamente igual a:
Dado: Constante dos gases (R) = 8,31 JK^–1mol^–1