Calcule a variação da energia de Gibbs molar do
a
, quando a sua pressão parcial no ar muda isotermicamente de 1 bar para 2 bar.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão pede para calcular a variação da energia de Gibbs molar do dióxido de carbono (
) a
quando a pressão parcial dele no ar muda de 1 bar para 2 bar, mantendo a temperatura constante (isso é o que significa “isotermicamente”). Vamos precisar usar a termodinâmica, especificamente as relações envolvendo a energia de Gibbs e como ela varia com a pressão em condições isotérmicas.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar a definição da energia de Gibbs molar (
). Para um processo isotérmico (temperatura constante), a variação da energia de Gibbs pode ser relacionada à mudança na pressão pelo seguinte:
Onde:
-
é o volume molar. -
é a variação da pressão ( ).
Passo 3
No entanto, essa relação direta é válida para processos a temperatura e volume constantes. Como no nosso caso a temperatura é constante, precisamos usar uma relação mais geral da energia de Gibbs para uma transformação isotérmica. A expressão correta para a variação da energia de Gibbs a temperatura constante é dada por:
Onde:
-
é a constante dos gases ( ). -
é a temperatura absoluta em Kelvin. -
e são as pressões iniciais e finais, respectivamente.
Passo 4
Vamos converter a temperatura de
para Kelvin:
E a variação de pressão é de 1 bar para 2 bar.
Passo 5
Agora, substituímos os valores na fórmula:
Passo 6
Calculando os valores:
Primeiro, calculamos
:
Agora, multiplicamos:
E então:
Resposta
A variação da energia de Gibbs molar do
é aproximadamente
quando a pressão parcial muda isotermicamente de 1 bar para 2 bar a
.