Considere a transferência de 500 J\pu{500 J} de energia uma amostra de 0,9 mol\pu{0,9 mol} de OX2\ce{O2} em 298 K\pu{298 K} e 1 atm\pu{1 atm} forma de calor. O processo é conduzido em dois reatores distintos:

  1. Reator fechado de paredes rígidas e indeformáveis.

  2. Reator tubular provido de um pistão com massa desprezível e que se desloca sem atrito.

Considere as proposições:

  1. O gás é aquecido até 52 °C\pu{52 \degree C} no primeiro reator.

  2. O aumento na temperatura é menor do segundo reator.

  3. A variação de entalpia no primeiro reator foi de 700 J\pu{700 J}

  4. A variação de entalpia no segundo reator foi de 500 J\pu{500 J}

Assinale a alternativa que relaciona as proposições corretas.

Gabarito 3A.12

Pelo enunciado percebe-se que o primeiro reator possui volume constante e o segundo reator possui pressão constante.

  1. Verdadeiro. Cálculo da variação de temperatura a volume constante(lembrando que OX2\ce{O2} é diatômico): nCXV⏟52RΔT=Qn\ce{\underbrace{C_{V}}_{\ce{\frac{5}{2}R}}\Delta T}=\ce{Q} (0,9 mol)(20,75 J K−1 mol−1)(ΔT)=500 J(\pu{0,9 mol})(\pu{20,75 J K-1 mol-1})(\ce{\Delta T})=\pu{500 J} ΔT=27 ∘C\ce{\Delta T}=\pu{\pu{27^{\circ}C}} Portanto a temperatura final será de 52 ∘C\pu{52^{\circ}C}

  2. Verdadeiro. Cálculo da variação de temperatura a pressão constante(lembrando que OX2\ce{O2} é diatômico): nCXP⏟72RΔT=Qn\ce{\underbrace{C_{P}}_{\ce{\frac{7}{2}R}}\Delta T}=\ce{Q} (0,9 mol)(29,05 J K−1 mol−1)(ΔT)=500 J(\pu{0,9 mol})(\pu{29,05 J K-1 mol-1})(\ce{\Delta T})=\pu{500 J} ΔT=19 ∘C\ce{\Delta T}=\pu{\pu{19^{\circ}C}} Portanto a temperatura final será de 44 ∘C\pu{44^{\circ}C}

  3. Verdadeiro. Cálculo da variação de entalpia no primeiro reator(volume constante): ΔH=ΔU+Δ(nRT)\Delta H = \Delta U + \Delta (nRT) ΔH=500+(0,9)(8,3)(27)\Delta H = 500+(\pu{0,9})(\pu{8,3})(\pu{27}) ΔH=700 J\Delta H = \pu{700 J}

  4. Verdadeiro. Como a pressão é constante o calor fornecido é numericamente igual à variação de entalpia. ΔH=500 J\Delta H = \pu{500 J}