Suponha que 12,0 g de oxigênio (diatômico) sejam aquecidos, à pressão atmosférica constante, de 27^circ C a 127^circ C.
(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.
n = mM = 12,0 g32,00 g/mol = 0,375 mol

Passo 3

Agora, vamos calcular a variação de temperatura ( De) 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:
Q = n cdot Cp cdot De
Para o oxigênio (uma molécula diatômica que só gira e não oscila nesse intervalo de temperatura), a capacidade calorífica a pressão constante ( Cp = 72R ) é:
Cp = 72 times 8,314 J/(mol·K) = 29,099 J/(mol·K)
Onde é a constante dos gases, aproximadamente 8,314 J/(mol·K).

Passo 5

Agora só falta substituir os valores na fórmula do calor:
Q = 0,375 mol times 29,099 J/(mol·K) times 100 K = 1090,46 J

Resposta

O calor transferido para o oxigênio é aproximadamente 1.090 J.

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