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Enunciado

Química - Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente - 5ª Edição - Peter Atkins, Loretta Jones e Leroy Laverman- Ed: 5º - Capítulo 7.1 - Ex. 28

Calcule o calor que deve ser adicionado a 0,104   g de Ne(g), em 0,250 atm, para elevar sua temperatura de 22,0 º C   a t é   60,0 º   C (a) em pressão constante e (b) em volume constante. Imagine que o neônio comporta-se como um gás ideal.

Passo 1

Vamos começar calculando o número de mols de N e ( g ) :

n K r = 0,104 g 20,17   g ⋅ m o l - 1 = 0,005   m o l

Passo 2

  1. Sabemos que o criptônio é um gás monoatômico, tendo apenas movimento translacional. A energia média translacional interna de um mol de Kr é:

    2. E m é d i a = 3 2 R T

    Passo 3

    Agora vamos calcular a capacidade molar do criptônio a volume constante:

    C v , m = Δ U m Δ T = 3 2 R Δ T Δ T = 3 2 R

    C v , m = 3 2 R

    Passo 4

    A partir do C v , m vamos calcular o valor de C p , m (capacidade molar a pressão constante) através da relação:

    C p , m - C v , m = R C p , m = R + C v , m C p , m = R + 3 R 2

    Passando as duas frações para o mesmo denominador, temos que:

    C p , m = 2 R 2 + 3 R 2 = 5 2 R = 5 2 × 8,314 = 20,8   J ⋅ K - 1 m o l - 1  

    Passo 5

    Agora vamos calcular o calor liberado a pressão constante:

    q = n C p , m ( T f i n a l - T i n i c i a l )

    Dados:

    n = 0,005   m o l C p , m = 20,8   J ⋅ K - 1 m o l - 1 T i n i c i a l = 22 + 273 = 295   K T f i n a l = 60 + 273 = 333   K

    q = 0,005 × 20,8 × 38 q = 3,95

    Passo 6

  2. Calculando o valor de C v , m : C v , m   = 3 2 × R = 3 2 R = 3 2 × 8,314 = 12,471   J ⋅ K - 1 m o l - 1 q = n C v , m T f i n a l - T i n i c i a l q = 0,05 × 12,471 × 333 - 295 q = 2,4   J

Resposta

a ) 3,95   J b ) 2,4   J

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