Calcule o valor da energia livre em 1873 K.
Dados:
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Calcule o valor da energia livre em 1873 K.
Dados:
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício pede para calcular a energia livre (ΔG) da reação química:
a temperatura de 1873 K. Para resolver isso, a gente vai usar conceitos de Termodinâmica, especificamente as relações entre entalpia (ΔH), entropia (ΔS) e energia livre (ΔG). Vamos precisar das propriedades termodinâmicas fornecidas no enunciado, como as entropias padrão, as entalpias padrão, e as capacidades caloríficas (
) das substâncias envolvidas.
Passo 2
Primeiro, precisamos calcular a entalpia (ΔH) e a entropia (ΔS) da reação a 1873 K. Como os valores fornecidos são a 298 K, vamos ajustar esses valores para a temperatura desejada usando as capacidades caloríficas (
).
A variação da entalpia com a temperatura pode ser calculada pela integração:
E a variação da entropia:
Onde
é a diferença das capacidades caloríficas dos produtos menos reagentes.
Passo 3
Vamos calcular
e
a 1873 K.
Entalpia:
Primeiro, calculamos
:
Substituindo os valores de
:
Simplificando:
Agora, integramos para encontrar
:
Calculando a integral:
Substituindo
:
Entropia:
Agora, calculamos
:
Calculando
:
Agora, substituindo na equação de
:
Passo 4
Com
e
em mãos, podemos calcular a energia livre (ΔG) usando a fórmula:
Substituindo os valores:
Lembrando que
:
Resposta
A energia livre da reação a 1873 K é aproximadamente -30,14 kcal/mol.