Uma substância tem uma massa de 50,0 g/mol. Quando 314J são adicionados na forma de calor a uma amostra de 30,0 g da substância, a temperatura sobe de 25,0^circ C para 45,0^circ C (a) Qual é o calor específico e (b) qual é o calor específico molar da substância? © Quantos mols estão presentes na amostra?

Passo 1

Beleza, então vamos lá! Temos um exercício de Termologia na Química. O enunciado nos dá a massa molar da substância, a quantidade de calor adicionada, a massa da amostra e a variação de temperatura. Nosso objetivo é encontrar:
a) O calor específico da substância.
b) O calor específico molar da substância.
c) O número de mols presentes na amostra.
Para resolver isso, vamos usar algumas fórmulas básicas da termologia:
  • Calor Específico ©:
  • Calor Específico Molar ©:
  • Número de Mols (n):
Onde:
  • é o calor adicionado,
  • é a massa da substância,
  • é o calor específico,
  • é o calor específico molar,
  • é a variação de temperatura,
  • é a massa molar.

Passo 2

Vamos começar pelo calor específico ©.
A fórmula que vamos usar é:
Q = m cdot c cdot De
Queremos encontrar c = Qm cdot De, então vamos isolar essa variável:
c = 314 , J30,0 , g cdot 20,0^circ C
Agora, vamos substituir os valores que temos:
Então:

Passo 3

Agora, vamos calcular o valor numérico do calor específico:
c = 314600
c approx 0,523 , Jg cdot ^circ C
Então, o calor específico da substância é aproximadamente 0,523 J/g°C.

Passo 4

Seguimos para o calor específico molar ©. A fórmula é:
Q = n cdot C cdot De
Queremos encontrar C = Qn cdot De, então isolamos:
n = mM
Mas primeiro precisamos saber quantos mols ( n = 30,0 , g50,0 , g/mol ) estão na amostra. Para isso, usamos:
n = 0,6 , mol
Onde:
Então:

Passo 5

Agora que temos C = 314 , J0,6 , mol cdot 20,0^circ C , podemos voltar à fórmula do calor específico molar:
C = 31412
C approx 26,17 , Jmol cdot ^circ C
Então, o calor específico molar da substância é aproximadamente 26,17 J/mol°C.

Resposta

a) O calor específico da substância é aproximadamente 0,523 J/g°C.
b) O calor específico molar da substância é aproximadamente 26,17 J/mol°C.
c) A amostra contém 0,6 mols da substância.

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