Considere as reações representadas pelas seguintes equações químicas balanceadas:
Sendo
e
, respectivamente, a variação da entalpia e da energia interna do sistema na temperatura
. Assuma que as reações acima são realizadas sob pressão constante, na temperatura
, e que a temperatura dos reagentes é igual à dos produtos. Considere que, para as reações representadas pelas equações acima, sejam feitas as seguintes comparações:
I.
II.
.
III.
.
IV.
.
Das comparações acima, está(ão) CORRETA(S)
a) apenas
.
b) apenas I e II.
c) apenas II.
d) apenas III
e) apenas IV.
I.
II.
III.
IV.
Das comparações acima, está(ão) CORRETA(S)
a) apenas
b) apenas I e II.
c) apenas II.
d) apenas III
e) apenas IV.
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo! Temos duas reações químicas balanceadas envolvendo álcool etílico (
) e oxigênio (
). A gente precisa comparar as variações de entalpia (
) e energia interna (
) dessas reações. Para isso, vamos usar conceitos de Termodinâmica Química, especificamente as relações entre
e
em reações a pressão constante.
Passo 2
Primeiro, precisamos lembrar a relação entre variação de entalpia e variação de energia interna. A fórmula que conecta essas duas grandezas é:
Onde
representa a variação do produto pressão-volume. Em processos a pressão constante, isso se torna:
Aqui,
é o número de mols de gás,
é a constante dos gases ideais e
é a temperatura.
Passo 3
Vamos analisar as duas reações:
Reação I:
Reação II:
Vamos contar o número de mols de gás em cada reação para calcular
:
-
Reação I:
- Reagentes: 1 mol de
(gás) - Produtos: 3 mols de
(gás) -
- Reagentes: 1 mol de
-
Reação II:
- Reagentes: 2 mols de
(gás) - Produtos: 2 mols de
(gás) -
- Reagentes: 2 mols de
Passo 4
Agora, aplicando a relação
:
- Reação I:
- Reação II:
Isso mostra que, para a Reação I,
é maior que
por
, enquanto para a Reação II,
é igual a
.
Passo 5
Vamos analisar cada uma das comparações feitas na questão:
I.
- Pela relação,
e . - Não temos informações que garantam que
e sejam iguais em módulo, então essa igualdade não é necessariamente verdadeira.
II.
- Sabemos que
e . - Como
inclui um termo adicional , é improvável que as magnitudes de e sejam iguais. Portanto, essa igualdade não é verdadeira.
III.
- Pela relação
, as magnitudes são iguais, então essa afirmação não é verdadeira.
IV.
- Da relação
, sabemos que é maior que (assumindo que é positivo, o que é sempre o caso). - Portanto,
não é menor que , tornando essa afirmação falsa.
Resposta
Nenhuma das comparações está correta. Portanto, a resposta correta não está listada entre as opções fornecidas.