Determinar o calor liberado na combustão de 1 m^3 de metano (medido em CNTP), a 25^circ C e sob pressão total de 1 bar. São fornecidos: De; do H2 O(g)=-242 e do metano (CH4)=-74,8, em kJ/mol.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular o calor liberado quando queimamos 1 metro cúbico de metano ( ) nas condições normais de temperatura e pressão (25°C e 1 bar). Para isso, vamos usar o conceito de entalpia de formação ( ) das substâncias envolvidas na reação de combustão. Vamos precisar das entalpias de formação do , e do metano, que já foram fornecidas.

Passo 2

Primeiro, vamos escrever a equação balanceada da combustão do metano. A combustão completa do metano reage com o oxigênio ( CH4 + 2,O2 CO2 + 2,H2O ) para formar dióxido de carbono ( ) e água ( ). A equação balanceada fica assim:

Passo 3

Agora, vamos entender o que é a entalpia de formação ( ). Ela representa a quantidade de energia envolvida na formação de 1 mol de uma substância a partir de seus elementos em suas formas padrão. No caso da combustão, vamos usar as entalpias de formação dos produtos e reagentes para calcular a variação total de entalpia da reação.

Passo 4

A variação da entalpia da reação ( De=ntes ) é calculada pela diferença entre a soma das entalpias de formação dos produtos e a soma das entalpias de formação dos reagentes:

Passo 5

Vamos aplicar isso à nossa reação:
De
Sabemos que a entalpia de formação do é zero, porque é um elemento em sua forma padrão.

Passo 6

Substituindo os valores fornecidos:
De
Calculando isso:
De
Isso significa que a combustão de 1 mol de metano libera 802,2 kJ de energia.

Passo 7

Agora, precisamos relacionar isso com o volume de metano que temos. Sabemos que em CNTP (25°C e 1 bar), 1 mol de gás ideal ocupa aproximadamente 24,5 litros ( Número de mols = 1 , m^30,0245 , m^3/mol approx 40,82 , mol ). Portanto, para encontrar quantos mols temos em 1 metro cúbico:
ú

Passo 8

Finalmente, multiplicamos o número de mols pela entalpia de combustão por mol para achar o calor liberado:
Calor liberado = 40,82 , mol times (-802,2 , kJ/mol) approx -32751 , kJ

Resposta

O calor liberado na combustão de de metano é aproximadamente .

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A água que entra a 10^circ C é aquecida a 40^circ C no tubo de 0,02 m DI a uma taxa de massa de 0,01 kg / s. A parte externa do tubo é coberta com um isolante e um elemento de aquecimento elétrico produz um calor uniforme fluxo de 15000 W / m 2 sobre a superficie. Negligenciar qualquer efeito de entrada, determine; o comprimento do tubo necessário para um aumento de 30^circ C. em temperatura média;
Departamento de Engenharla Química
DEQ
Profa. Licianne Pimentel
uis
Questão 04: A água que entra a 10^circ C é aquecida a 40^circ C no tubo de 0,02 m DI a uma taxa de massa de 0,01 kg / s. A parte externa do tubo é coberta com um isolante e um elemento de aquecimento elétrico produz um calor uniforme fluxo de 15000 W / m 2 sobre a superficie. Negligenciar qualquer efeito de entrada, determine;
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Questão 04: A água que entra a 10^circ C é aquecida a 40^circ C no tubo de 0,02 m DI a uma taxa de massa de 0,01 kg / s. A parte externa do tubo é coberta com um isolante e um elemento de aquecimento elétrico produz um calor uniforme fluxo de 15000 W / m 2 sobre a superficie. Negligenciar qualquer efeito de entrada, determine;
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