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.

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)
  • Reação II:
    • Reagentes: 2 mols de (gás)
    • Produtos: 2 mols de (gás)

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.

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