Para o oxigênio verifica-se que, numa dada expansão Joule-Thomson de 200 atm a 1 atm , ocorre queda de temperatura de , quando o gás entra num cilindro a . Calcule o correspondente ao intervalo de e acima referidos. Que conclusão pode ser tirada sobre a temperatura de inversão do ?

Passo 1

Beleza, vamos entender o que a pergunta está pedindo. Temos um exercício sobre a expansão Joule-Thomson do oxigênio. A gente precisa calcular o coeficiente de Joule-Thomson ( ) para uma queda de pressão de 200 atm para 1 atm, que resulta em uma queda de temperatura de . Também precisamos concluir algo sobre a temperatura de inversão do . Para resolver isso, vamos usar a relação básica do efeito Joule-Thomson que relaciona a variação de temperatura com a variação de pressão.

Passo 2

Primeiro, vamos entender a fórmula do coeficiente de Joule-Thomson:
Isso significa que representa quanto a temperatura muda quando a pressão muda, mantendo a entalpia constante.

Passo 3

No processo de Joule-Thomson, a variação de temperatura ( ) está relacionada à variação de pressão ( ) pela fórmula:
Queremos encontrar , então vamos reorganizar a fórmula:

Passo 4

Agora, vamos identificar os valores dados no enunciado:
  • A queda de temperatura ( ) é de .
  • A variação de pressão ( ) é de 200 atm para 1 atm, então:
O sinal negativo indica que a pressão está diminuindo.

Passo 5

Substituindo os valores na fórmula de :
O resultado positivo indica que a temperatura diminui quando a pressão diminui, o que é típico abaixo da temperatura de inversão.

Resposta

O coeficiente de Joule-Thomson ( ) para o oxigênio no intervalo dado é aproximadamente . Além disso, como é positivo, podemos concluir que a temperatura de inversão do está acima de .

Exercícios relacionados

Deseja-se realizar uma expansão Joule-Thomson na temperatura de 1000 K dispondo-se dos gases e . Qual dos dois gases deve ser usado a fim de se obter resfriamento? Admita que os dois gases obedecem a equação de van der Waals.
Dados:



Para um gás de van der Waals atm. . Calcule: c) o coeficiente Joule-Thomson à cal.grau .
Calcule o valor de para o Oxigênio numa compressão isotérmica a 300 K de 1 a 300 atm . Assuma que o é um gás de van der Waals com e .
Considerando uma reação termoquímica, explique o que representa o valor de .