Calcule os valores de entalpia padrão de combustão do etanol
e do metanol
líquidos a 298 K :
Estes compostos são utilizados como combustíveis. Dado que a densidade do metanol é de
e a do etanol de
, calcule a densidade de energia de cada composto para sua utilização como combustível (calor de combustão por litro).
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão pede para calcular a densidade de energia de dois combustíveis líquidos: etanol e metanol. Para isso, vamos usar os valores de entalpia padrão de combustão que já estão no enunciado e as densidades fornecidas. O conteúdo que vamos precisar envolverá conceitos de entalpia de combustão, densidade e conversão de unidades para chegar ao calor de combustão por litro.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é entalpia de combustão. A entalpia de combustão (
) é a quantidade de energia liberada quando um mol de uma substância queima completamente com oxigênio, formando dióxido de carbono e água. No nosso caso, temos os valores para metanol e etanol:
Esses valores negativos indicam que a reação libera energia.
Passo 3
Agora, precisamos calcular quanto de energia é liberado por litro de cada combustível. Para isso, vamos seguir os seguintes passos:
- Calcular a massa de um litro de cada combustível usando a densidade fornecida.
- Determinar a quantidade de mols presentes nessa massa, utilizando a massa molar.
- Multiplicar o número de mols pela entalpia de combustão para obter o calor de combustão por litro.
Passo 4
Vamos começar com o metanol.
Dados do metanol:
- Densidade (
): - Massa molar (
): - Entalpia de combustão (
):
Primeiro, convertemos a densidade para gramas por litro, já que
:
Passo 5
Agora, calculamos o número de mols em um litro de metanol:
Passo 6
Com o número de mols, multiplicamos pela entalpia de combustão para obter o calor de combustão por litro:
Passo 7
Agora, vamos repetir o processo para o etanol.
Dados do etanol:
- Densidade (
): - Massa molar (
): - Entalpia de combustão (
):
Primeiro, convertemos a densidade para gramas por litro:
Passo 8
Calculamos o número de mols em um litro de etanol:
Passo 9
Multiplicamos o número de mols pela entalpia de combustão para obter o calor de combustão por litro:
Resposta
A densidade de energia para a utilização como combustível é de aproximadamente
para o metanol e
para o etanol.