Problema 3B29

GABARITO

De acordo com as teorias atuais da evolução biológica, os amino-ácidos e os ácido nucleicos foram produzidos a partir de reações de ocorrência aleatória, que envolviam compostos que, imagina-se, estavam presentes na atmosfera primitiva da Terra. Essas moléculas simples agruparam-se, posteriormente, em moléculas cada vez mais complexas, como DNA e RNA.

Explique a consistência desse processo com a segunda lei da termodinâmica.

Problema 3B30

GABARITO

Considere os sólidos cristalinos:

  1. ClX2(s)\ce{Cl2(s)}

  2. NO(s)\ce{NO(s)}

  3. COX2(s)\ce{CO2(s)}

  4. NX2O(s)\ce{N2O(s)}

Assinale a alternativa que relaciona os sólidos com entropia nula em 0 K\pu{0 K}.

Problema 3B31

GABARITO

Moléculas diatômicas idênticas, na forma de um sólido cristalino, podem ser modeladas como um conjunto de osciladores.

Os níveis de energia permitidos para um oscilador quântico em função do número quântico nn e da frequência de vibração fundamental, ω0\omega_0, são apresentados a seguir:

Considere as proposições:

  1. O movimento vibracional cessa em 0 K\pu{0 K}.

  2. Se movimento vibracional cessar, o princípio da incerteza será violado.

  3. Em 0 K\pu{0 K}, a maioria dos osciladores estará no estado vibracional fundamental, cujo número quântico vibracional é zero.

  4. Em 0 K\pu{0 K}, todos os osciladores estarão no estado vibracional fundamental, cujo número quântico vibracional é zero.

Assinale a alternativa que relaciona as proposições corretas

Problema 3B32

GABARITO

Considere um sistema constituído por 18 g\pu{18 g} de água líquida super-resfriada em −20 °C\pu{-20 \degree C} e 1 bar\pu{1 bar} que são abruptamente convertidos em gelo, isotermicamente.

  1. Determine a variação de entropia do sistema.

  2. Determine a variação de entropia da vizinhança.

  3. Determine a variação entropia do universo.

Dados

  • CP,m(HX2O, l)=75 JK ⋅ molC_{P, \mathrm{m}}(\ce{H2O,l}) = \pu{75 J//K.mol}
  • CP,m(HX2O, s)=38 JK ⋅ molC_{P, \mathrm{m}}(\ce{H2O,s}) = \pu{38 J//K.mol}
  • ΔHfus∘(HX2O)=6 kJmol\Delta H_\mathrm{fus}^{\circ}(\ce{H2O}) = \pu{6 kJ//mol}

Problema 3B33

Um cilindro contendo 71 g\pu{71 g} de gás cloro, inicialmente em 27 °C\pu{27 \degree C} sob 100 atm\pu{100 atm} se expande contra uma pressão constante de 1 atm\pu{1 atm} até o estado de equilíbrio. Como resultado da expansão, 10%10\% da massa de gás é condensada.

  1. Determine a variação de energia interna do sistema.

  2. Determine a variação de entropia do sistema.

Dados

  • CP,m(ClX2, g)=34 JK ⋅ molC_{P, \mathrm{m}}(\ce{Cl2,g}) = \pu{34 J//K.mol}
  • ΔHvap∘(ClX2)=20 kJmol\Delta H_\mathrm{vap}^{\circ}(\ce{Cl2}) = \pu{20 kJ//mol}
  • Teb(ClX2)=−34 °CT_\mathrm{eb}(\ce{Cl2}) = \pu{-34 \degree C}