Calcule a entalpia de combustão do metano gasoso, em kJ por kg de combustível, a
, 1 atm com vapor dágua nos produtos.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse problema juntos! A gente precisa calcular a entalpia de combustão do metano gasoso, que é basicamente a quantidade de energia liberada quando o metano queima. A matéria envolvida aqui é Termodinâmica, mais especificamente entalpia e reações de combustão. Para isso, vamos precisar da equação química balanceada da combustão do metano e das entalpias de formação dos reagentes e produtos.
Passo 2
Primeiro, vamos escrever a equação química balanceada para a combustão do metano (
). Na combustão completa, o metano reage com o oxigênio (
) para formar dióxido de carbono (
) e água (
). A equação balanceada fica assim:
Passo 3
Agora, vamos usar a fórmula para calcular a variação de entalpia da reação (
):
Onde
são as entalpias de formação padrão dos compostos.
Passo 4
Vamos listar as entalpias de formação padrão (
) em kJ/mol para cada substância envolvida:
-
: kJ/mol -
: kJ/mol (elemento na forma padrão) -
: kJ/mol -
: kJ/mol
Passo 5
Substituindo esses valores na fórmula da variação de entalpia:
Calculando os termos:
Passo 6
Essa é a variação de entalpia por mol de metano queimado. Mas o exercício pede em kJ por kg de combustível. Vamos converter isso.
A massa molar do metano (
) é:
Passo 7
Primeiro, encontramos a entalpia de combustão por grama:
Convertendo para kg:
Resposta
A entalpia de combustão do metano gasoso é aproximadamente
de combustível.