Determinar o calor liberado na combustão de
de metano (medido em CNTP), a
e sob pressão total de 1 bar. São fornecidos os calores padrões de formação: do dióxido de carbono:
; do vapor d
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício pede para a gente calcular o calor liberado quando queimamos 1 metro cúbico de metano (
) nas condições normais de temperatura e pressão (CNTP), que são
e 1 bar. Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de estequiometria e termodinâmica, especificamente o cálculo do calor de combustão utilizando os calores padrões de formação das substâncias envolvidas na reação.
Passo 2
Primeiro, precisamos entender a reação de combustão do metano. A equação balanceada é:
Essa equação nos mostra que 1 mol de metano reage com 2 mols de oxigênio para produzir 1 mol de dióxido de carbono e 2 mols de água.
Passo 3
Agora, vamos calcular quantos mols de metano temos em 1 metro cúbico nas condições normais de temperatura e pressão. Sabemos que, nas CNTP, 1 mol de gás ocupa 22,4 litros (
m³).
Então, o número de mols de metano (
) é:
Passo 4
Agora, vamos usar os calores padrões de formação para calcular o calor de combustão. A fórmula para o calor de reação (
) é:
Os calores padrões de formação fornecidos são:
-
de -
de (geralmente , mas vamos precisar confirmar)
E sabemos que:
-
de -
de (elemento na forma padrão)
Passo 5
Aplicando os valores na fórmula:
Isso significa que a combustão de 1 mol de metano libera
.
Passo 6
Como calculamos anteriormente que temos aproximadamente
de metano, o calor total liberado será:
Resposta
O calor liberado na combustão de 1 metro cúbico de metano nas condições normais de temperatura e pressão é aproximadamente
.