Uma amostra de dióxido de carbono com massa igual a
a
é expandida reversivelmente e adiabaticamente de 500 mL para 3 L . Calcular dH
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de termodinâmica! A gente tem uma amostra de dióxido de carbono (CO₂) com massa de 2,45 g a 27 °C que é expandida adiabaticamente e reversivelmente de 500 mL para 3 L. Precisamos calcular a variação da entalpia (ΔH). Para isso, vamos precisar usar fórmulas relacionadas a processos adiabáticos e as propriedades dos gases.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a quantidade de matéria (n) de CO₂ usando a massa fornecida. A fórmula é:
Onde:
-
-
é a massa molar do CO₂. Sabemos que o CO₂ tem 1 átomo de carbono © e 2 de oxigênio (O). A massa molar do C é aproximadamente 12 g/mol e a do O é 16 g/mol. Então:
Calculando n:
Passo 3
Como o processo é adiabático e reversível, podemos usar a relação adiabática para gases ideais:
Onde:
-
é a temperatura em Kelvin -
é o volume -
é a razão dos calores específicos
Para o CO₂,
é aproximadamente 1,3.
Primeiro, vamos converter a temperatura de 27 °C para Kelvin:
Agora, os volumes precisam estar na mesma unidade. Vamos converter 500 mL para litros:
Passo 4
Aplicando a relação adiabática:
Calculando os expoentes:
Então:
Calculando
e
:
Substituindo:
Passo 5
Agora que temos as temperaturas inicial e final, vamos calcular a variação da entalpia (ΔH). Para gases ideais, a variação da entalpia depende apenas da variação de temperatura e é dada por:
Onde:
-
é o calor específico a pressão constante. Para o CO₂, -
Calculando
:
Agora, calculando ΔH:
Resposta
A variação da entalpia (ΔH) é aproximadamente -258 J.
Exercícios relacionados
Trabalhe termodinamicamente com as reações (1)
e (2)
para a obtenção do valor de
para a reação
.
Uma amostra de dióxido de carbono com massa igual a
a
é expandida reversivelmente e adiabaticamente de 500 mL para 3 L . Calcular dU
Em um reator fechado (ou seja, com volume constante) são gerados 10 mol de
, inicialmente a uma temperatura inicial de
e pressão de 35 atm. Este gas é então aquecido, de forma reversível, até uma temperatura de
. Calcular w
Em um reator fechado (ou seja, com volume constante) são gerados 10 mol de
, inicialmente a uma temperatura inicial de
e pressão de 35 atm. Este gas é então aquecido, de forma reversível, até uma temperatura de
. Calcular q