Suponha que
de oxigênio (diatômico) sejam aquecidos, à pressão atmosférica constante, de
a
.
(b) Quanto calor é transferido para o oxigênio? (As moléculas giram, mas não oscilam.)
(b) Quanto calor é transferido para o oxigênio? (As moléculas giram, mas não oscilam.)
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular quanto de calor é transferido para 12,0 g de oxigênio (O₂) quando ele é aquecido de 27°C para 127°C, mantendo a pressão constante. O conteúdo que vamos usar aqui é de calorimetria, especificamente o calor transferido em processos a pressão constante. Para isso, vamos precisar da massa do oxigênio, das temperaturas inicial e final, e da capacidade calorífica a pressão constante (
) do oxigênio.
Passo 2
Primeiro, vamos converter a massa de oxigênio para moles, porque as fórmulas de calor geralmente funcionam melhor com a quantidade de substância em moles. A massa molar do O₂ é aproximadamente 32,00 g/mol.
Passo 3
Agora, vamos calcular a variação de temperatura (
) em Kelvin. Mas como a variação de temperatura é a mesma em Kelvin e em Celsius, podemos simplesmente subtrair as temperaturas:
Passo 4
Vamos usar a fórmula do calor transferido a pressão constante:
Para o oxigênio (uma molécula diatômica que só gira e não oscila nesse intervalo de temperatura), a capacidade calorífica a pressão constante (
) é:
Onde
é a constante dos gases, aproximadamente 8,314 J/(mol·K).
Passo 5
Agora só falta substituir os valores na fórmula do calor:
Resposta
O calor transferido para o oxigênio é aproximadamente 1.090 J.