PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 20 da UFPR 2005

1ª fase · Química: Entropia e energia livre de Gibbs

Assinale a alternativa correta.

  1. A
    O calor pode se transferir espontaneamente de um corpo mais quente para um corpo mais frio.
  2. B
    À mesma temperatura, a entropia de um mol de água no estado líquido é igual à entropia de um mol de água no estado gasoso.
  3. C
    A eletrodeposição de níquel é exemplo de uma reação química espontânea.
  4. D
    Durante a mudança de fase da água pura, do estado líquido para o estado gasoso, a temperatura aumenta com o decorrer do tempo.
  5. E
    Há máquinas térmicas que, operando em ciclos, são capazes de retirar calor de uma fonte e transformá-lo integralmente em trabalho.
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Resolução comentada

Vamos testar cada afirmação com os conceitos de termodinâmica.

O calor é a energia que passa de um corpo para outro por causa da diferença de temperatura. Pela Segunda Lei da Termodinâmica, esse fluxo ocorre espontaneamente do corpo de maior temperatura para o de menor temperatura, até o equilíbrio térmico. Logo, a alternativa A está correta.

Conferindo as demais:

  1. Entropia mede o grau de desordem. Na mesma temperatura, o gás é muito mais desordenado que o líquido, então S_{gás} > S_{líquido}. A alternativa B é falsa.
  2. Na eletrodeposição, o níquel só se deposita se uma fonte externa fornecer corrente elétrica. Isso é eletrólise, um processo não espontâneo. A alternativa C é falsa.
  3. Em uma substância pura, a temperatura permanece constante durante a mudança de fase, porque a energia recebida é usada para romper interações e não para aumentar a agitação das moléculas. A alternativa D é falsa.
  4. Uma máquina térmica que converte todo o calor retirado da fonte em trabalho teria rendimento de 100%. Isso viola o enunciado de Kelvin-Planck da Segunda Lei. Sempre é preciso rejeitar parte do calor para uma fonte fria. A alternativa E é falsa.

Alternativa A.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • BO gás é mais desordenado que o líquido, então sua entropia é maior, não igual.
  • CA eletrodeposição exige corrente externa (eletrólise), portanto não é espontânea.
  • DEm substância pura a temperatura fica constante durante a mudança de fase.
  • ETransformar calor integralmente em trabalho, em ciclos, viola a Segunda Lei (Kelvin-Planck).

Assuntos: Entropia e energia livre de Gibbs, Estados físicos e mudanças de estado.

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Fonte: UFPR 2005 · 1ª fase. Prova oficial ↗