A equação termoquímica da combustão do ciclo-hexano,
, é
. Qual é a variação de energia interna da combustão de 1,00 mol de
, em
Passo 1
Vamos entender o enunciado: Estamos olhando para a combustão do ciclo-hexano, que é representada pela equação química fornecida. A questão pede para descobrir a variação de energia interna (ΔU) quando queimamos 1 mol de ciclo-hexano a 298 K. Para resolver isso, precisamos usar conceitos de termodinâmica, especificamente a relação entre a variação de entalpia (ΔH) e a variação de energia interna (ΔU).
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar a relação entre ΔH e ΔU. A fórmula que relaciona essas duas grandezas é:
Onde:
- ΔH é a variação de entalpia,
- ΔU é a variação de energia interna,
- Δn_g é a variação no número de moles de gás,
- R é a constante dos gases (8,314 J/mol·K),
- T é a temperatura em Kelvin.
Passo 3
Precisamos encontrar Δn_g, que é a diferença entre os moles de gás nos produtos e reagentes. Vamos analisar a equação balanceada da combustão:
Contando os moles de gás:
- Reagentes: 1 mol de O₂ (gás),
- Produtos: 1 mol de CO₂ (gás).
Ent��o, Δn_g = moles de produtos gaseosos - moles de reagentes gaseosos = 1 - 1 = 0.
Passo 4
Com Δn_g = 0, a equação que relaciona ΔH e ΔU fica:
Isso significa que, quando não há variação no número de moles de gás, ΔH é igual a ΔU.
Passo 5
Dado que ΔH = -3920 kJ para a combustão de 1 mol de ciclo-hexano, e já vimos que ΔH = ΔU, podemos concluir que:
Resposta
A variação de energia interna da combustão de 1,00 mol de
a 298 K é
.