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Enunciado

Química - Atkins - Fisico-Quimica - Vol. 1- Ed: 8º - Capítulo 3.Exercícios - Ex. 5.b

3.5 (b) Calcule Δ H   e Δ S t o t quando dois blocos de ferro, cada qual com 1,0 kg de massa, um a 200°C e outro a 25°C, são colocados em contato térmico, num vaso isolado. O calor específico do ferro é 0,449 J K^-1 g^-1 e aproximadamente constante no intervalo de temperatura considerado.

Passo 1

Opaaa...

Nessa questão vamos usar a equação da capacidade calorífica:

C = m C s

A equação pra variação de entalpia:

Δ H = m C s Δ T

E pra variação de entropia:

Δ S = m C s ln ⁡ T f T i

Passo 2

Como as massas dos blocos são iguais e o calor específico é aproximadamente constante na faixa de temperatura, então pra achar a temperatura final vamos só fazer a média:

T f = T i , 1 + T i , 2 2

T f = 200 + 25 2

T f = 112,5   ° C

Passo 3

Calculando a variação de entalpia:

- pro primeiro bloco:

Δ H 1 = 1 × 10 - 3 × 0,449 × 112,5 - 200 = - 39   k J

- pro segundo:

Δ H 2 = 1 × 10 - 3 × 0,449 × 112,5 - 25 = + 39   k J

Então a variação total vai ser:

Δ H t o t = Δ H 1 + Δ H 2

Δ H t o t = 0

Passo 4

E pra variação de entropia: (lembra que aqui precisa colocar a temperatura em Kelvin porque não é uma conta de subtração, é uma divisão)

- primeiro bloco:

Δ S 1 = 1,00 × 10 3 × 0,449 × ln ⁡ 112,5 + 273,2 200 + 273,2

Δ S 1 = - 91,802   J   K - 1

- segundo bloco:

Δ S 2 = 1,00 × 10 3 × 0,449 × ln ⁡ 112,5 + 273,2 25 + 273,2

Δ S 2 = 115,5   J   K - 1

Então a variação total:

Δ S t o t = Δ S 1 + Δ S 2

Δ S t o t = 24   J   K - 1

Acabamoos... próxima?

Resposta

Δ H t o t = 0

Δ S t o t = 24   J   K - 1

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