O hidrogênio é um combustível bastante atraente, uma vez que sua queima libera energia e que o único produto formado é a água. Calcule o calor liberado na combustão de 1 mol de
, produzindo
. Entalpia de formação da
, Entalpia de formação da
a) O processo seria mais ou menos eficiente, se água gasosa fosse produzida? Qual é a diferença em
?
a) O processo seria mais ou menos eficiente, se água gasosa fosse produzida? Qual é a diferença em
Passo 1
Vamos resumir o que o exercício está pedindo. Temos a combustão de 1 mol de hidrogênio gasoso (
) que produz água. A questão quer saber se o processo seria mais ou menos eficiente se a água produzida fosse gasosa ao invés de líquida, e qual seria a diferença de energia em
. Para resolver isso, vamos usar as entalpias de formação da água nas duas fases: líquida e gasosa.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é entalpia de formação. A entalpia de formação padrão (
) é a energia envolvida na formação de 1 mol de um composto a partir de seus elementos nas condições padrão. No caso, temos duas entalpias de formação para a água:
- Água líquida:
- Água gasosa:
A combustão do hidrogênio forma água, e a diferença nas entalpias de formação indica a quantidade de energia liberada nesse processo para cada fase da água.
Passo 3
Para determinar a eficiência do processo, precisamos comparar o calor liberado na formação de água líquida versus água gasosa.
A equação geral da combustão do hidrogênio é:
Como estamos calculando para 1 mol de
, a entalpia liberada será metade da entalpia de formação da água correspondente.
Para água líquida:
Para água gasosa:
Passo 4
Agora, vamos comparar as duas energias liberadas:
Resposta
Produzir água líquida torna o processo mais eficiente em
em comparação com a produção de água gasosa.