A capacidade calorifica molar do butano pode ser expressa por:
na faixa de temperatura
. Calcule variação de entropia se um mol de butano for aquecido de 300 K a 1000 K a pressão constante.
Passo 1
Então, vamos lá! Você tem um exercício de termodinâmica que envolve a variação de entropia de um mol de butano quando ele é aquecido de 300 K a 1000 K a pressão constante. A equação que nos dá a capacidade calorífica molar a pressão constante (
) do butano está em função da temperatura
. Para resolver isso, vamos precisar integrar a capacidade calorífica em relação à temperatura para encontrar a variação de entropia.
Passo 2
Primeiro, sabemos que a variação de entropia (
) em um processo a pressão constante pode ser calculada pela fórmula:
Aqui,
é a capacidade calorífica molar a pressão constante,
é a temperatura inicial (300 K) e
é a temperatura final (1000 K).
A equação fornecida nos dá
em função de
, onde
é a constante dos gases. Portanto, primeiro vamos expressar
isolando
:
Agora, substituímos
na fórmula da variação de entropia:
Simplificando a expressão dentro da integral:
Agora, vamos integrar cada termo separadamente:
Passo 3
Agora, aplicamos os limites de integração de 300 K a 1000 K em cada uma dessas integrais:
Calculando cada parte:
-
e , então:
-
-
, , então:
-
, , então:
Passo 4
Agora, somamos todas as contribuições:
Calculando dentro dos parênteses:
Agora, multiplicamos pelo valor da constante dos gases
:
Resposta
A variação de entropia ao aquecer um mol de butano de 300 K a 1000 K a pressão constante é aproximadamente
.
Exercícios relacionados
Óxido de etileno pode ser produzido pela oxidação catalítica de eteno de acordo com a seguinte reação:
A carga do reator contém 100 kmol de eteno e 80 kmol de oxigênio. Calcule:
a conversão do eteno e do oxigênio se 50 kmol de estiverem presentes no final da reação.
a conversão do eteno e do oxigênio se 50 kmol de
Calcule
(para o sistema) quando
de um gás perfeito monoatômico, com
passam do estado a
e
para o estado a
e
. Como se explica o sinal de
?
O minério de bauxita contém 55,4 % em, peso de óxido de alumínio, o restante sendo impurezas. A solução de ácido sulfúrico contém
de ácido sulfúrico puro e o restante de água. Para produzir sulfato de alumínio bruto contendo 1798 lb de sulfato de alumínio puro, são usados 1080 lb de minério de bauxita e 2510 lb de solução de acido sulfúrico nessa reação. Identifique o reagente em excesso. Que percentagem do reagente em excesso foi consumida?
Propano é queimado com ar. Determine a composição molar do produto gasoso, considerando que não ocorre formação de monóxido de carbono se:
a) Ar teórico é fornecido, de conversão do combustível.
a) Ar teórico é fornecido,