1. Quando três mols de O2 a 298 K expandem isotermicamente e reversivelmente, o volume varia de 1,0 litro a 5,0 litros. Determine De<a A e De<a G para o processo, considerando que o gás é ideal. ( R.: De<a G= De<a A=-11962,5 J )

Passo 1

O enunciado diz que 3 mol de O2 a T=298 K sofrem expansão isotérmica e reversível de Vi=1,0 L para Vf=5,0 L, considerando gás ideal. Para resolver precisamos de:
  1. A variação de entropia De<a S num processo isotérmico de gás ideal,
  2. A variação da energia de Helmholtz De<a A dada por De<a A=-T,De<a S,
  3. A variação da energia livre de Gibbs De<a G=De<a H-T,De<a S e, para gás ideal em transformação isotérmica, De<a H=0.

Passo 2

Calculamos primeiro a variação de entropia De<a S usando
De<a S = nRlnVfVi
onde n=3, R=8,314;J/(molcdot K) e tfracVfVi=tfrac5,01,0=5. Logo,
De<a S = 3 times 8,314 times ln(5) approx 3 times 8,314 times 1,6094 approx 40,13;J/K

Passo 3

Como De<a A=-T,De<a S para processo isotérmico, temos
De<a A = -,298;K;times 40,13;J/K approx -11,962,5;J

Passo 4

Para De<a G vale
De<a G = De<a H - T,De<a S
e em transformação isotérmica de gás ideal De<a H=0. Assim,
De<a G = -,T,De<a S = De<a A = -11,962,5;J

Resposta

De<a A = -11,962,5;J
De<a G = -11,962,5;J

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