A entalpia padrão de formação da
no estado gasoso a 298 K é
. Estime o valor de
a
, dados os seguintes valores de capacidade calorifica molar a pressão constante:
:
. Assuma que as capacidades caloríficas são independentes da temperatura.
Passo 1
Beleza, vamos resolver um exercício de termodinâmica sobre entalpia de formação da água no estado gasoso. A gente tem que estimar como a entalpia muda quando a temperatura sobe de 298 K (25°C) para 373 K (100°C). Para isso, vamos precisar entender como a capacidade calorífica influencia essa mudança. Vamos usar as capacidades caloríficas dadas para a água, hidrogênio e oxigênio, assumindo que elas não mudam com a temperatura.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que a entalpia de formação padrão (
) da água gasosa a 298 K é
. Queremos saber qual será essa entalpia a 373 K.
Passo 3
A mudança na entalpia com a temperatura pode ser calculada usando a fórmula:
Aqui,
é a diferença nas capacidades caloríficas dos produtos e dos reagentes.
Passo 4
Vamos determinar
. A reação de formação da água é:
Então,
é:
Substituindo os valores:
Passo 5
Vamos calcular dentro dos colchetes primeiro:
Então,
Passo 6
Agora, calculamos a diferença de temperatura:
Passo 7
Aplicando na fórmula da mudança da entalpia:
Passo 8
Antes de prosseguir, vamos converter as unidades para consistência. Como a entalpia está em
, convertamos a segunda parte para
:
Passo 9
Agora, somamos as duas partes:
Resposta
A entalpia padrão de formação da
a
é aproximadamente
.
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