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Questão 66970

IME

(IME - 2021/2022 - 1ª fase)

Uma reação entre dois líquidos A e B produz dois compostos gasosos C e D, de acordo com a estequiometria A + B → C + D. Se conduzida a pressão e temperatura constantes, pode-se afirmar que:

a reação será sempre espontânea, se for endotérmica.

a reação será sempre espontânea, se for exotérmica.

a reação será sempre espontânea, independentemente de ser exotérmica ou endotérmica.

a reação nunca será espontãnea, idependentemente de ser exotérmica ou endotérmica.

não há como prever a espontaneidade da reação, mesmo que informações adicionais sobre o calor de reação estejam disponíveis.

Gabarito:

a reação será sempre espontânea, se for exotérmica.

Resolução:

Para determinar a espontaneidade de reações químicas, deve-se analisar a variação da energia livre de Gibbs (ΔG). Se ΔG < 0, a reação é espontânea; se ΔG > 0, a reação não é espontânea.

A energia livre de Gibbs é função da entalpia, temperatura e entropia.. Como no problema em questão a temperatura é constante, a energia livre de Gibbs é função apenas da entalpia e da entropia:

ΔG = ΔH - TΔS

Na reação em questão, os reagentes estão no estado líquido e os produtos no estado gasoso, o que indica um aumento de entropia. Portanto, ΔS > 0.

Considerando isso, podem ocorrer duas situações:

1) se ΔH < 0 e ΔS > 0:

ΔG < 0 em quaisquer temperaturas. O termo -TΔS é um número negativo, porque ΔS é positivo. A soma de dois números negativos quaisquer resulta em um número negativo.

2) se ΔH > 0 e ΔS > 0:

Como ΔH e ΔS são números positivos, a soma ΔH - TΔS resulta num número positivo se o módulo de ΔH for maior que o módulo de TΔS. Essa soma resulta num número negativo de o módulo de TΔS for maior do que o módulo de ΔH.

ΔG < 0 se |ΔH| < |TΔS|. Isso acontece em altas temperaturas

ΔG > 0 se |ΔH| > |TΔS|. Isso acontece em baixas temperaturas.

Análise das afirmativas:

a) Incorreta. Se a reação for endotérmica (ΔH > 0), a reação só será espontânea (ou seja, ΔG < 0) se |ΔH| < |TΔS|.

b) Correta. Com ΔH < 0 e ΔS > 0, ΔG < 0 em qualquer temperatura e, portanto, a reação é espontânea.

c) Incorreta. Como explicado no item A, a reação também pode ser não-espontânea.

d) Incorreta. Como explicado nos itens A e B, a reação também pode ser espontânea.

e) Incorreta. É possível prever a espontaneidade da reação.

Questão 992

IME

(IME 2007)

O gráfico acima apresenta a velocidade de um objeto em função do tempo. A aceleração média do objeto no intervalo de tempo de 0 a 4t é:

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Questão 993

IME

(IME 2007) Um cubo de material homogêneo, de lado L = 0,4 m e massa M = 40 kg, está preso à extremidade superior de uma mola, cuja outra extremidade está fixada no fundo de um recipiente vazio. O peso do cubo provoca na mola uma deformação de 20 cm. Coloca-se água no recipiente até que o cubo fique com a metade de seu volume submerso. Se a massa específica da água é , a deformação da mola passa a ser:

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Questão 994

IME

(IME 2007) Uma nave em órbita circular em torno da Terra usa seus motores para assumir uma nova órbita circular a uma distância menor da superfície do planeta. Considerando desprezível a variação da massa do foguete, na nova órbita:

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Questão 995

IME

(IME 2007) Um gás ideal sofre uma expansão isotérmica, seguida de uma compressão adiabática. A variação total da energia interna do gás poderá ser nula se, dentre as opções abaixo, a transformação seguinte for uma:

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