Um conjunto cilindro-pistão contém 1   k m o l de oxigênio. Inicialmente, a temperatura e a pressão são iguais a 298   K   e   100   k P a . O oxigênio é aquecido, num processo a pressão constante, até que a fração de oxigênio atômico atinja 10 % . Determine a temperatura final desse processo.

Passo 1

Oi, tudo bem? Vamos analisar essa questão!

Da equação de combustão, podemos dizer que a composição inicial para a reação de dissociação é de 1   k m o l de O 2 . Sendo x o numero de   k m o l e s de   C O 2 dissociados, temos que o número total de k m o l s em equilíbrio será:

h t o t = 1 - x + 2 x

h t o t = 1 + x

Analisando as frações molares em equilíbrio, temos:

Y O = 2 1 + x = 0,1

x = 0,0526

Temos que:

Y O 2 = 0,9

Passo 2

Portanto, a constante de equilíbrio será:

K = Y O 2 Y O P P 0 2 - 1

K = 0,1 2 0,9 = 0,0111

Portanto:

ln ⁡ K = - 4,4998

Podemos interpolar este valor com os tabelados para descobrir a temperatura exata associada.

T = 2800 + 3000 - 2800 - 4,4998 + 5,826 - 4,356 + 5,826

T = 2980   K

Esta é a temperatura associada ao processo.

Resposta

T = 2980   K

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