QUESTÕES DE ENTROPIA ( ISSUES OF ENTROPY )

Entropia

01) (MOLECULARIUM)  A dissolução do Nitrato de Amónio em água é uma transformação endotérmica. Selecione a alternativa que permite escrever uma afirmação correta. - " Se a dissolução ocorrer em sistema isolado...

a) ... a temperatura do sistema diminui mas a entropia mantém-se constante ".

b) ... a temperatura do sistema não se altera ".

c)  ... a energia interna do sistema aumenta ".

d)  ... a entropia do sistema diminui ".

e)  ... a temperatura do sistema diminui mas a entropia aumenta ".

02) (MOLECULARIUM)  Considere a dissolução de Cloreto de Sódio (1) e a dissolução de Cloreto de Prata (2), em água, em sistema fechado e em idênticas condições experimentais:

( 1 ) NaCl _(S)   -----------------   Na ⁺ _(aq)  +   Cl ^- _(aq) +   Y  Kcal

( 2 ) AgCl _(S)   -----------------   Ag ⁺ _(aq)   +   Cl ^- _(aq)  -   X  Kcal

 Selecione a afirmação incorreta.

a) A dissolução (2) é endotérmica.

b) A dissolução (1) é mais extensa do que a dissolução (2).

c) A variação de entropia do meio exterior na dissolução (2) é positiva.

d) Em ambas as dissoluções, (1) e (2), a variação de entropia do soluto é positiva.

03) (MOLECULARIUM)  Selecione a afirmação verdadeira:

a) Numa reação exotérmica, a variação de entropia do meio exterior é simétrica da variação de entropia do sistema.

b) Numa reação endotérmica, a soma das energias de ligação nos produtos é inferior à soma das energias de ligação nos reagentes.

c) A dissolução de um sal pouco solúvel na água é um fenómeno endotérmico.

d) As reações endotérmicas são reações não espontâneas.

e) A mesma temperatura, a entropia de 1 mol de I_2(S) é igual a entropia de I_2(G)

04)  (MOLECULARIUM)  As leis da termodinâmica permitem interpretar as transferências de energia e as variações de entropia que ocorrem num sistema reacional. Entre as afirmações seguintes, selecione a correcta:

a) Em qualquer sistema isolado, quando ocorre uma reação química, a temperatura mantém-se constante.

b) Em qualquer sistema fechado, quando ocorre uma reação química endotérmica, a entropia do exterior aumenta.

c) Uma reação química, num sistema fechado, ocorre até que o conjunto sistema reacional + exterior atinja um máximo de entropia.

d) Uma reação química endotérmica é, necessariamente, uma reação provocada.

05)  (OSEC) Considerando-se a transformação isotérmica N₂O_(g)  --------   N_2(g) +   O_2(g) à 25°C e sabendo-se que a variação de entalpia  é –19,5 kcal/mol e que a variação de entropia (DS) é 18 cal/grau . mol, podemos afirmar que a variação de energia livre (DG) do sistema é:

a) +19,25 kcal e espontâneo                             
b) –19,25 kcal e não espontâneo           
c) +24,86 kcal e não espontâneo
d) –24,86 kcal e espontâneo
e) n.d.a.

06) ( COPESE ) O processo espontâneo de organização da molécula de hemoglobina (Hb) em um solvente com água ilustra a relação existente entre entropia e organização de um sistema. Considerando a molécula de hemoglobina em organização e o solvente com água um sistema isolado, é CORRETO afirmar que:

a) a energia do sistema se mantém constante e a entropia do solvente com água aumenta.

b) a energia e a entropia do sistema se mantêm constantes.

c) a energia do sistema se mantém constante e a entropia diminui.

d) a energia do sistema aumenta e a entropia da molécula de hemoglobina diminui.

e) a energia e a entropia do sistema aumentam.

07) (ERSHC – 2011 ) Considere dois blocos metálicos  idênticos , um a 500^oC ( bloco A ) e outro a 200^oC ( bloco B ).Podemos afirmar corretamente que :

a) O calor caminhou espontâneamente do bloco A para o bloco B.

b) O calor caminhou espontâneamente do bloco B para o bloco A.

c) Há diminuição da desordem energética.

d) Há aumento da ordem energética.

e) A transformação não é espontânea no bloco B.

08) (ERSHC – 2011) Julgue as sentenças em verdadeiras ou falsas , e assinale a alternativa correta .

0.0 – É espontâneo as moléculas de um gás se distribuir pelo espaço do recipiente que o contém.

1.1 – Energia livre é o saldo entre a energia liberada pela reação, e o produto da temperatura absoluta  pela variação de entropia sofrida pelo sistema.

2.2 – No universo a entalpia tende a aumentar.

3.3 – A dissolução de NaCl em H₂O, depende da agitação mecânica, pois não é espontâneo.

4.4 – Na reação Fe  +  H₂SO₄ --------------  FeSO₄    +   H₂  ,  a entropia é positiva.

O número de alternativas corretas é:

a) uma                      b) duas                  c) três                   d) quatro                      e) todas

09) (COTEC-UNIMONTES) O grau de organização das formas inertes e vivas da matéria depende da agitação térmica dos seus constituintes, como da sua complexidade estrutural e funcional, e pode ser avaliado ou mensurado pela entropia (S) que, por sua vez, descreve o grau de aleatoriedade – acaso – de um sistema. Um aumento de entropia é um fator que favorece a espontaneidade. Assim, qualquer evento ou transformação que esteja acompanhado por um aumento da entropia do sistema terá uma tendência para ocorrer spontaneamente.Considerando a entropia como um estado ou condição de energia e de matéria, está  INCORRETO afirmar que

A) a entropia dos gases é muito maior que a dos líquidos, e a destes é maior que a dos sólidos    para uma mesma substância.

B) a entropia de uma proteína é maior que a de um dos seus monômeros, considerando-os em  um mesmo estado físico e energético.

C) a dissolução de uma substância em outra é acompanhada de um aumento de entropia, em função dadesor dem molecular.

D) o desabamento de um edifício é espontâneo, uma vez que é acompanhado por um aumento da energia potencial e redução da entropia.

10) (MOLECULARIUM)  À temperatura constante de 25ºC, em sistema fechado e com concentrações iniciais iguais para reagentes e produtos, a reacão química traduzida pela equação:

3H_2(G)    +    N_2(G)  -------------------   2NH_3(G)   +    92,6 KJ

é espontânea, embora ocorra com uma velocidade muito pequena. De acordo com este fato, selecione a opção que permite completar corretamente a seguinte frase:

- " Durante a reação...

a) ... o exterior fornece energia ao sistema, sob a forma de calor ".

b) ... tanto a entropia do sistema como a do exterior aumentam ".

c) ... a entropia do sistema aumenta e a do exterior não varia ".

d) ... a entropia do sistema diminui e a do exterior aumenta ".

e) ... o sistema cede energia ao exterior, sob a forma de trabalho ".

11) (Londrina) Um material gasoso que se liquefaz e, em seguida, se solidifica:

(a) absorve energia, nos dois processos.

(b) libera energia nos dois processos.

(c) libera energia no primeiro processo e absorve no segundo.

(d) absorve energia no primeiro processo e libera no segundo.

(e) mantém constante sua energia.

12) A energia térmica envolvida nas reações químicas é geralmente expressa em termos da variação de

(a) entalpia.

(b) entropia.

(c) estados de agregação.

(d) volume.

(e) temperatura.

O QUARTO ESTADO DA MATÉRIA – PLASMA

( THE FOURTH STATE OF MATTER – PLASMA )

O plasma é um dos estados físicos da matéria, no qual certa porção das partículas é ionizada. O aquecimento de um gás provoca a dissociação das suas ligações moleculares, convertendo-o em seus átomos.

A presença de partículas portadoras de carga torna o plasma eletricamente condutor, de modo que ele responde fortemente a campos eletromagnéticos. O plasma, portanto, possui propriedades bastante diferentes das de sólidos, líquidos e gases ,por isso é um estado distinto da matéria.O plasma não possui forma ou volume definidos, a não ser quando contido em um recipiente; sob a influência de um campo magnético ele pode formar estruturas como filamentos, raios e camadas duplas

 As cores são resultado do salto quântico dos elétrons em estado de excitação para estados de menor energia. Esses processos emitem luz num espectro característico do gás sendo excitado.
Podemos observar este estado num globo de plasma ou lâmpada de plasma que é constituído por uma esfera de vidro com um gás a baixa pressão e por um eletrodo central a alta voltagem. Descargas elétricas provocam a excitação e a ionização de alguns átomos de gás. Os átomos excitados, ao voltarem ao estado inicial, emitem luz.

COMO FUNCIONA O GLOBO ?

Na base do globo temos um circuito elétrico, que transporta a corrente elétrica até os terminais,  onde há um gás a baixa pressão (usualmente o argônio ou neônio). A eletricidade gera um campo elétrico ,que por sua vez gera uma tensão (por volta de 15 000 volts) responsável por ionizar o gás que está na base do globo.

É a ionização do gás que provoca os raios que vemos , pois os átomos do gás voltam ao seu estado energético inicial, emitindo luz. No centro do globo há também um pequeno núcleo de vidro que é a via entre a atmosfera do globo e a alta tensão. Como o globo de vidro está sob o potencial elétrico do solo, os raios luminosos tendem a ir nessa direção.

As partículas do gás do interior do globo, interagem com as partículas fora, daí os raios se dissiparem por várias partes; por isso , quanto mais toques na superfície do globo, mais raios luminosos se distribuem. É por isso que ao tocarmos sua superfície, os raios dentro do globo se concentram nas pontas de nossos dedos ou na palma de nossas mãos, já que naturalmente nosso corpo está carregado de partículas carregadas.

O ar ao redor do globo também sofre influência do campo elétrico que é gerado para ionizar as partículas do gás do globo de plasma. Esta influência gera um efeito interessante, observável com qualquer lâmpada fluorescente que se aproxime de um globo de plasma em funcionamento. Ao se aproximar do globo deste tipo de lâmpada, o gás de dentro desta é ionizado, fazendo com que emita luz (fótons) ao receber energia e voltar ao seu estado inicial. Ou seja, você pode ver uma lâmpada funcionar sem a utilização de fios ligados nela!

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A importância no estudo do plasma é muito grande, visto que o Universo é 99% composto por matéria ionizada em forma de plasma, ou seja, no planeta Terra, onde a matéria se encontra normalmente nos três estados: sólido, líquido e gasoso, pode-se dizer que em relação ao Universo, vivemos num ambiente especial e raro.

É na aula de laboratório que descobrimos , e principalmente vemos os fenômenos acontecerem !

FONTE DAS IMAGENS 

Professor Eudo robson

FONTE DOS TEXTOS 

Wiquipédia

AURORA BOREAL E AURORA AUSTRAL ( AURORA BOREALIS AND AURORA AUSTRALIS )

AS AURORAS BOREAL E AUSTRAL

As auroras boreal e austral são Fenômenos  visuais (óticos) comuns  nas regiões próximas aos pólos de nosso planeta. Podem ser visualizadas, no período noturno ou final de tarde, a olho nu nas regiões onde ocorrem.
O brilho observado nos céus noturnos nas regiões polares, é devido ao impacto de partículas de vento solar e a poeira espacial encontrada na via láctea, com a alta atmosfera da Terra, canalizadas pelo campo magnético terrestre.

No hemisfério norte é conhecida como aurora boreal ( batizado por Galileu Galilei  homenagem à deusa romana do amanhecer Aurora e ao seu filho Bóreas) Ocorre normalmente nas épocas de setembro a outubro e de março a abril. No hemisfério sul é conhecida como aurora austral, nome dado  por James Cook, uma referência direta ao fato de estar ao Sul. O fenômeno não ocorre apenas na terra, foi provado existir em planetas do sistema solar tais como Júpiter, Saturno, Marte e Vênus. Hoje sabemos que , o fenômeno não é exclusivo da natureza, sendo também reproduzível artificialmente através de explosões nucleares ou em laboratório.

A aurora aparece tipicamente tanto como um brilho difuso quanto como uma cortina estendida em sentido horizontal e algumas vezes são formam arcos que mudam de forma constantemente.

Cada cortina consiste de vários raios paralelos e alinhados na direção das linhas do campo magnético, o que nos leva crer o fenômeno está alinhado com o campo magnético da terra.

Da mesma forma a junção de diversos fatores pode levar à formação de linhas aurorais de tonalidades de cor específicas.

DETALHANDO A FORMAÇÃO DA AURORA BOREAL

A Terra é constantemente atingida por ventos solares, um fluxo rarefeito de plasma quente (gás de elétrons livres cheios de energia e de prótons e partículas alfa ) ,sendo que a luz é produzida quando eles colidem com átomos da atmosfera do planeta, predominantemente oxigênio e nitrogênio,e dependa das altitudes em que ocorrem os choques.

A cor da aurora depende do átomo que colide com o elétron e da altitude em que se dá essa colisão.

·   Oxigênio - verde, em torno de até 240 Km para cima.

·   Oxigênio - vermelha, em torno de até 240 Km para baixo.

·   Nitrogênio - azul, em torno de até 96 Km de altitude

·   Nitrogênio - púrpura/violeta, acima de 96 Km de altitude

Durante tempestades magnéticas os fluxos podem ser bem mais fortes,causando distúrbios pela ionosfera em resposta às tempestades. A fonte de energia da aurora é obtida pelos ventos solares fluindo pela Terra.

Cada colisão emite parte da energia da partícula para o átomo que é atingido, um processo de ionização, dissociação e excitação de partículas. Todas forças elétricas e magnéticas reagem entre si, em combinações constantemente mutáveis. Essas mudanças e fluxos se apresentam como a "dança" das auroras, movendo-se ao longo de correntes atmosféricas e podendo alcançar 20.000.000 amperes a 50.000 volts

Enquanto a estabilização do oxigênio leva até um segundo para acontecer, nitrogênio estabiliza-se e emite luz instantaneamente. Tal processo, que é essencial para a formação da ionosfera terrestre.

De modo geral, o efeito luminoso é dominado pela emissão de átomos de oxigênio em altas camadas atmosféricas (em torno de 200 km de altitude), o que produz a tonalidade verde. Quando a tempestade é forte, camadas mais baixas da atmosfera são atingidas pelo vento solar (em torno de 100 km de altitude), produzindo a tonalidade vermelho escura pela emissão de átomos de nitrogênio (predominante) e oxigênio. Átomos de oxigênio emitem tonalidades de cores bastante variadas, mas as predominantes são o vermelho e o verde.

O fenômeno também pode ser observado com uma iluminação ultravioleta, violeta ou azul, originada de átomos de nitrogênio, sendo que a primeira é um bom meio para observá-lo do espaço (mas não em terra firme, pois a atmosfera absorve os raios UV).

A interação entre moléculas de oxigênio e nitrogênio, ambas gerando tonalidades na faixa do verde, cria o efeito da "linha verde auroral. Da mesma forma a interação entre tais átomos pode produzir o efeito da "linha vermelha auroral", ainda que mais raro e presente em altitudes mais altas.

As auroras geralmente ocorrem ao longo dos centros nos pólos magnéticos e não nos pólos geográficos. Como os pólos magnético e geográfico do nosso planeta não estão alinhados, da mesma forma as regiões aurorais não estão alinhadas com o pólo geográfico. Os melhores lugares para a observação de auroras ficam no Canadá para auroras boreais e na ilha da Tasmânia ou sul da Nova Zelândia para auroras austrais.

De vez em quando, as luzes ficam ao Sul, mais distantes, geralmente quando ocorrem muitas manchas solares. A atividade das manchas solares segue um ciclo de 11 anos. O próximo pico ocorrerá em 2012 e 2013, com boa chance de ocorrer auroras fora da faixa normal.

Sobre os sons , cientistas  ainda não chegaram a  um acordo sobre eles durante a aurora.

EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO

1º) (ERSHC-2014) As auroras boreal e austral são Fenômenos:

a) Físicos

b) Químicos

c) Biológicos

d) Alômanos

e) Hipotéticos

2º) (ERSHC-2014) Se esses fenômenos forem verdadeiros são vistos:

a) Ao microscópio Comum

b) Ao microscópio eletrônico

c) Com binóculos que aumentam até 3 vezes o tamanho real.

d) Apenas com óculos escuros para evitar pertubações na córnea.

e) a olho nu

3º) (ERSHC-2014) As auroras ocorrem:
a) Apenas na Europa.
b) Apenas no Polo Norte.
c) Apenas em regiões tropicais.
d) Apenas no polo Sul.
e) Nenhuma resposta é Correta.

4º) (ERSHC-2014) A cor da aurora depende do átomo que colide com o elétron e da altitude em que se dá essa colisão.
a) Por isso é um fenômeno físico.
b) Por isso é um fenômeno químico.
c) Tal afirmação é errada.
d) Tal afirmação é correta.
e) Oxigênio - azul, em torno de até 96 Km de altitude

5º) (ERSHC-2014) Qual a alternativa Incorreta?
a) Durante tempestades magnéticas os fluxos podem ser bem mais fortes,causando distúrbios pela ionosfera em resposta às tempestades.

b) A fonte de energia da aurora é obtida pelos ventos solares fluindo pela Terra. 

c) Todas forças elétricas e magnéticas reagem entre si, em combinações constantemente e imutáveis mutáveis. Essas mudanças e fluxos se apresentam como a "dança" das auroras, movendo-se ao longo de correntes atmosféricas atingindo baixas voltagens.

d) A magnetosfera terrestre é uma região do espaço dominada por seu campo magnético. Ela forma um obstáculo no caminho do vento solar, causando sua dispersão em sua volta.

e) Cada colisão emite parte da energia da partícula para o átomo que é atingido, um processo de ionização, dissociação e excitação de partículas.

6º) (ERSHC-2014) Das afirmações qual é verdeira?
a) Enquanto a estabilização do oxigênio leva até 1 hora para acontecer. 
b) Nitrogênio estabiliza-se e emite luz instantaneamente. Tal processo, que é essencial para a formação da ionosfera terrestre.
c) Nitrogênio estabiliza-se e emite luz demoradamente. Tal processo, que é essencial para a formação da ionosfera terrestre.
d) De modo geral, o efeito luminoso é dominado pela emissão de átomos de oxigênio em altas camadas atmosféricas (em torno de 200 km de altitude), o que produz a tonalidade verde.

7º) (ERSHC-2014) Sobre a afirmação " As auroras geralmente ocorrem ao longo dos centros nos pólos magnéticos e não nos pólos geográficos." É correto afirmar que isto ocorre por que:

a) Os pólos magnético e geográfico do nosso planeta não estão alinhados.

b) As regiões aurorais estão alinhadas com o pólo geográfico.

c) Sobre os sons,emitidos pelas auroras cientistas alegam que é devido ao fenômeno da ionização dos átomos.

d) A atividade das manchas solares segue um ciclo de uma década.

e) Os melhores lugares para a observação de auroras ficam nos EUA, para auroras boreais e na ilha da Groelândia ou Sul de Nova York para auroras austrais.

8º) (ERSHC-2014) Detalhando a formação da AURORA BOREAL, temos as sentenças:
I - A Terra é constantemente atingida por ventos solares, um fluxo rarefeito de plasma quente.
II - A luz é produzida quando os ventos colidem com íons da ionosfera do planeta, predominantemente oxigênio e nitrogênio

III - Este plasma é formado por gás com elétrons livres cheios de energia e de prótons e partículas alfa.

IV -  A luz produzida não depende das altitudes em que ocorrem os choques e nem dos gases nelas contidos. 

São corretas as afirmações:

a) I e II

b) II e III

c) I e III

d) II e IV

e) III e IV

9º) (ERSHC-2014) Mesmo sendo um fenômeno físico, pois como o texto afirma, que ele é ótico, a Aurora Boreal tem Luz. Certo? Daí podemos concluir que:
a) A presença da Luz se encaixa na teoria de Rutherford- Bohr.
b) A presença da luz não se explica na área da química.
c) A presença da luz se deve ao aquecimento das colisões dos ventos com as partículas gasosas..
d) A presença de luz é explicada pelo Fóton dos elétrons das partículas gasosas que foram ionizadas.
e) Apresença da luz se deve a ionosfera funcionar como uma lente, o que dá a idéia de luminosidade.