Um gás ideal é aquecido de 500 K para 1500 K . Encontre a variação de entalpia usando calor específico constante a tabela A-2 (a) e discuta a precisão do resultado se o gás é a. Argônio; b. Oxigênio; c. Dióxido de carbono; R: 520 kJ/kg; 922 kJ/kg; 842 kJ/kg.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão fala sobre um gás ideal que é aquecido de 500 K para 1500 K e pede para encontrarmos a variação de entalpia ( ) usando o calor específico constante. A matéria envolvida aqui é termodinâmica, especificamente o conceito de entalpia e calor específico. Para resolver, vamos precisar da fórmula da variação de entalpia e dos valores do calor específico ( ) para cada gás: Argônio, Oxigênio e Dióxido de Carbono.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é entalpia. A entalpia ( De) é uma medida da energia total de um sistema, incluindo energia interna e a energia necessária para fazer o trabalho de pressão e volume. Quando um gás é aquecido, sua entalpia muda, e essa mudança ( ) pode ser calculada usando a seguinte fórmula:
Aqui, é o calor específico a pressão constante, e é a variação de temperatura.

Passo 3

Vamos calcular a variação de temperatura ( De). Isso é simples:
Então, a variação de temperatura é 1000 Kelvin.

Passo 4

Agora, vamos usar a fórmula da variação de entalpia para cada gás. Primeiro, para o Argônio:
Deô

Passo 5

Para o Oxigênio:
Deê

Passo 6

E para o Dióxido de Carbono:
Deó

Passo 7

Agora, vamos discutir a precisão desses resultados para cada gás. A fórmula que usamos assume que o calor específico ( ) permanece constante durante todo o aquecimento. Isso é uma boa aproximação para muitos gases em faixas de temperatura moderadas, mas pode não ser tão preciso para temperaturas muito altas ou para gases que não se comportam exatamente como ideais nessas condições. Portanto:
  • Argônio: Sendo um gás nobre, geralmente se aproxima bem do comportamento de gás ideal, então a precisão é alta.
  • Oxigênio: Também se comporta de forma ideal na maioria das condições, então nosso cálculo é bastante preciso.
  • Dióxido de Carbono: Pode apresentar desvios do comportamento ideal em altas temperaturas ou pressões, então a precisão pode ser um pouco menor comparada aos outros gases.

Resposta

A variação de entalpia ( ) para cada gás é:
  • Argônio:
  • Oxigênio:
  • Dióxido de Carbono:

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