Em muitos experimentos feitos a baixas temperaturas em laboratórios usa-se o nitrogênio líquido. Ele é facilmente disponível e custa menos do que gasolina! Quanto calor deve ser removido do gás nitrogênio a temperatura ambiente (20ºC) a fim de produzir 1,0 L de nitrogênio líquido? A densidade do nitrogênio líquido é 810 kg/m3 .

Passo 1

E aiii gente, tudo bom com vocês?

Então vamos resolver essa questão bem legal aqui e passo a passo pra gente tirar 10 na provinha!

Vamo lá!

A liquefação do nitrogênio ocorre em duas etapas: redução da temperatura do nitrogênio de

20°C a −196°C e, em seguida, liquefazer a −196°C. Suponha que o resfriamento ocorra a uma pressão constante de 1 atm.

A massa de 1.0 L de nitrogênio líquido é:

M = ρ V = 810 k g m 3 10 - 3 m 3 = 0.810 k g

Esta massa corresponde a:

n = M M m o l = 810 g 28 g m o l = 28.9 m o l s

À pressão atmosférica constante, o calor a ser removido de 28.93 moles de nitrogênio é:

Q = M L v + n C p Δ T = - ( 0.810 k g ) 1.99 × 10 5 J k g + ( 28.9 m o l s ) ( 29.1 J / m o l K ) ( 77 K - 293 K ) = - 3.4 × 10 5 J

Resposta

- 3.4 × 10 5 J

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