O álcool etílico possui um ponto de ebulição de
, um ponto de congelamento de
, um calor de vaporização de
, um calor de fusão de
e um calor específico de
. Quanta energia deve ser removida de
de álcool etílico, que é inicialmente um gás a
, de modo que ele se torne sólido à
? Faça também um gráfico do resfriamento, informando as principais grandezas envolvidas (Temperaturas e quantidades de energia)
Passo 1
Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos 0,510 kg de álcool etílico que está na fase gasosa a 78°C e queremos transformá-lo em sólido a -114°C. Para isso, precisamos calcular toda a energia que deve ser removida nesse processo. Vamos usar conceitos de calor de vaporização, calor de fusão e calor específico.
Passo 2
Primeiro, vamos condensar o gás em líquido. Para isso, usamos a fórmula:
onde:
-
(massa do álcool) -
(calor de vaporização)
Calculando:
Passo 3
Agora, precisamos resfriar o líquido de 78°C até a temperatura de congelamento, que é -114°C. A diferença de temperatura (
) é:
Usamos a fórmula do calor sensível:
onde:
-
(calor específico)
Calculando:
Passo 4
Finalmente, vamos solidificar o líquido. Para isso, usamos o calor de fusão:
onde:
-
(calor de fusão)
Calculando:
Passo 5
Agora, somamos todas as energias removidas nas etapas anteriores para encontrar a energia total:
Resposta
A energia total que deve ser removida é aproximadamente 742,65 kJ.
Exercícios relacionados
Determine a derivada das funções envolvendo funções trigonométricas.
21-36 Ache uma equação da reta que satisfaça as condições dadas.
24. Passa pelo ponto , inclinação
24. Passa pelo ponto
Determine o volume do sólido que está dentro da esfera
, acima do plano
e abaixo do cone
.
Determine a derivada das funções abaixo.