Um mol de um material está super-resfriado (temperatura abaixo do ponto de solidificação, ou seja, o composto permanece na fase líquida). A temperatura do liquido super-resfriado é de Tsuper. Neste composto é realizada a solidificação total isotérmica em Tsuper.
Sabendo:
Tsuper=750 K
Calor latente de fusão(em Módulo) = 1690 cal / mol;
Temperatura de fusão: 800 K.
Capacidades caloríficas:
Cp,< sólido =2,21+3.15 times 10^-3 Tó
Cp, (liquido) =4,145-1,1 times 10^-3 T
Calcule :
a) Variação de entalpia para o process̨̨ irreversível isotérmico, para a solidificação total do liquido superresfriado, de forma isotérmica em Tsuper.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A gente tem um exercício de Termodinâmica que pede para calcular a variação de entalpia quando um mol de um líquido super-resfriado solidifica de forma totalmente isotérmica a uma temperatura $ T_{sup} = 750 , K $. Para resolver isso, vamos precisar entender conceitos como calor latente de fusão e capacidades caloríficas, além de aplicar as fórmulas apropriadas para processos isotérmicos.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que significa que o líquido está super-resfriado. Isso quer dizer que a temperatura do líquido está abaixo da temperatura de fusão ($ T_{fusão} = 800 , K $), mas o líquido ainda não solidificou espontaneamente. Para solidificar esse líquido a $ T_{sup} $, precisamos fornecer calor para liberar a energia de fusão.

Passo 3

A variação de entalpia ($ \Delta H Deéçã \Delta H_{fus} $). A fórmula básica é:
De
Onde:
  • $ n $ é a quantidade de substância (em mols),
  • $ \Delta H_{fus} $ é o calor latente de fusão por mol.

Passo 4

No nosso caso, temos $ n = 1 , mol $ e $ \Delta H_{fus} = 1690 , cal/mol $. Então, substituindo na fórmula:
n = 1 , mol

Passo 5

Como o processo é de solidificação, a entalpia do sistema diminui, porque o sistema está liberando calor para o ambiente. Portanto, a variação de entalpia será negativa:
De

Resposta

A variação de entalpia para a solidificação total do líquido super-resfriado de forma isotérmica em $ T_{sup} $ é $ \Delta H = -1690 , cal $.

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