Partindo da entalpia de formação do vapor de H2 O, a 25^circ C e 1 bar
H2(g)+1 / 2 O2(g) H2 O(g) De
Calcular a entalpia de formação a 100^circ C e 1 bar. São dados as seguintes capacidades caloríficas:
Cp, m(H2 O(g))=33,6 J mol^-1 K^-1 ; Cp, m(H2(g))=29,0 J mol^-1 K^-1
Cp, m(O2(g))=29,5 J mol^-1 K^-1

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício pede para a gente calcular a entalpia de formação da água em estado gasoso a 100°C e 1 bar, partindo da entalpia de formação a 25°C e 1 bar. Vamos usar conceitos de termodinâmica, mais especificamente de calor de formação e capacidade calorífica. Para resolver, vamos precisar das capacidades caloríficas dadas para H₂O(g), H₂(g) e O₂(g).

Passo 2

Primeiro, sabemos que a entalpia de formação ( De) a uma temperatura diferente pode ser ajustada usando a capacidade calorífica ( ). A fórmula que vamos usar é:
onde:
  • é a diferença nas capacidades caloríficas dos produtos e reagentes.
  • é a mudança de temperatura.

Passo 3

Vamos calcular H2(g) + 12 O2(g) H2O(g) . A reação dada é:
De
Então, De é:
Substituindo os valores:

Passo 4

Vamos resolver dentro dos parênteses primeiro:
29,0 + 12 times 29,5 = 29,0 + 14,75 = 43,75 , J,mol^-1,K^-1
Agora, calculamos De:

Passo 5

A mudança de temperatura De é de 25°C para 100°C, ou seja:

Passo 6

Agora, aplicamos a fórmula da entalpia ajustada:
De
Lembrando que -10,15 , J,mol^-1,K^-1 times 75 = -761,25 , J,mol^-1 = -0,76125 , kJ,mol^-1 , então:

Passo 7

Finalmente, somamos os valores:
De

Resposta

A entalpia de formação da água a e 1 bar é aproximadamente .

Exercícios relacionados

A água que entra a 10^circ C é aquecida a 40^circ C no tubo de 0,02 m DI a uma taxa de massa de 0,01 kg / s. A parte externa do tubo é coberta com um isolante e um elemento de aquecimento elétrico produz um calor uniforme fluxo de 15000 W / m 2 sobre a superficie. Negligenciar qualquer efeito de entrada, determine; A potência de bombeamento necessária, se a bomba for 50 % eficiente.
Os calores padrões de combustão do etileno (C2 H4), do etano (C2 H6) e do butano (C4 H10) valem, respectivamente, -1322 , -1426-2656 kJ / mol. O calor padrão de hidrogenação de etileno a etano é igual a -137 kJ / mol. Determinar o calor da seguinte reação, a 25^circ C e 1 bar:
C4 H10(g) 2 C2 H4(g)+H2(g)
A água que entra a 10^circ C é aquecida a 40^circ C no tubo de 0,02 m DI a uma taxa de massa de 0,01 kg / s. A parte externa do tubo é coberta com um isolante e um elemento de aquecimento elétrico produz um calor uniforme fluxo de 15000 W / m 2 sobre a superficie. Negligenciar qualquer efeito de entrada, determine;
A água que entra a 10^circ C é aquecida a 40^circ C no tubo de 0,02 m DI a uma taxa de massa de 0,01 kg / s. A parte externa do tubo é coberta com um isolante e um elemento de aquecimento elétrico produz um calor uniforme fluxo de 15000 W / m 2 sobre a superficie. Negligenciar qualquer efeito de entrada, determine; O coeficiente de transferência de calor;