Um calorímetro de volume constante foi calibrado com uma reação que libera 3,5 kJ\pu{3,5 kJ} de calor em 0,2 L\pu{0,2 L} de uma solução colocada no calorímetro, resultando em um aumento de temperatura de 7 °C\pu{7 \degree C}. Em um experimento posterior, 100 mL\pu{100 mL} de uma solução 0,2 M\pu{0,2 M} de KOH\ce{KOH} foram misturados no mesmo calorímetro e a temperatura subiu 2 °C\pu{2 \degree C}.

Assinale a alternativa que mais se aproxima a variação de energia interna da mistura devido à reação de neutralização.

Gabarito 3A.06
Cálculo da capacidade calorífica do calorímetro.

De Ccal=Qcal/ΔT,C_\mathrm{cal} = Q_\mathrm{cal}/\Delta T, Ccal=3,5 kJ7 K=0,5 kJK C_\mathrm{cal} = \dfrac{ \pu{3,5 kJ} }{ \pu{7 K} } = \pu{0,5 kJ//K}

Etapa 2. Cálculo do calor trocado com o calorímetro no segundo experimento.

De Qcal=CcalΔT,Q_\mathrm{cal} = C_\mathrm{cal} \Delta T, Qcal,2=(0,5 kJK)×(2 K)=1 kJ Q_{\mathrm{cal}, 2} = ( \pu{0,5 kJ//K} ) \times ( \pu{2 K} ) = \pu{1 kJ}

Etapa 3. Cálculo da variação de energia interna.

De ΔU=Q=−Qcal\Delta U = Q = -Q_\mathrm{cal} ΔU2=−1 kJ \Delta U_2 = \boxed{ \pu{-1 kJ} }