estudante

UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE
Departamento de Físico-Química
Físico-Química IV – Turma 2as, 4as e 6as – noite
Prof. Raphael Cruz – 5a Lista de Exercícios – 2/2009

TERCEIRA LEI DA TERMODINÂMICA, SUBSTÂNCIAS PURAS E SOLUÇÕES

Lista Resolvida e Comentada
Exercícios 1 e 2.
Estas questões serão comentadas em sala!
Exercício 3.
O significado do termo µo pode ser revelado investigando-se a própria expressão de que ele consta, µ = µo + 2,49x103lnp -4,01(p - 1) + 7,40x10-3(p2 - 1).
Se nesta equação a pressão p do gás for feita igual a 1 bar, resultará: µ = µo. µo, portanto, é o potencial químico do gás sob pressão de 1,0 bar. É o que se denomina de potencial químico padrão e o estado padrão desse gás fica assim definido: é o estado do gás sob pressão de 1,0 bar. µo, por se referir a um valor fixo da pressão, é função apenas da temperatura; µo decrescerá quando a temperatura crescer, pois,
(∂µo/∂T)p = - S o < 0.
Tendo a expressão do potencial químico do gás, sua fugacidade poderá ser determinada resolvendo-se a seguinte equação diferencial: dµ = RTd(lnf), válida a T constante, como é o caso (300 K).
Para resolvê-la primeiro obtém-se a diferencial do potencial químico, a partir da expressão fornecida, µ = µo + 2,49x103lnp -4,01(p - 1) + 7,40x10-3(p2 - 1).
A diferencial é a seguinte: dµ = (2,49x103/p - 4,01 + 2x7,40x10-3p)dp, que substituída em dµ = RTd(lnf), leva a:
RTd(lnf) = ((2,49x103/p - 4,01 + 2x7,40x10-3p)dp, ou, com T igual a 300 K e R igual a 8,31 J/mol.K, d(lnf) = (1/p - 4,01/2,49x103 + 2x7,40x10-3p/2,49x10-3)dp.
A integração desta equação resultará na expressão da fugacidade do gás em função de p, a T constante e igual a 300 K. Fazendo a conta entre p* e p e, correspondentemente na fugacidade, entre f* e f, obtém-se: lnf - lnf* = lnp - lnp* - 4,01(p - p*)/2,49x103 + 7,40x10-3[p2 -(p*)2]/2,49x103 onde, acentue-se, f é a fugacidade do gás na pressão p e f* é a fugacidade na pressão p*.
A menos que se defina e escolha a pressão