Exercícios Resolvidos de Entalpia de Formação

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Enunciado

Determine a entalpia específica em base mássica de vapor d’água H 2 O que se encontra a 400   ° C de temperatura.

Passo 1

Oi, lind@s! Vamos começar o exercício entendendo o enunciado?

Esse exercício pede pra gente determinar a entalpia h em base mássica de H 2 O . No entanto, só conhecemos uma fórmula abaixo que calcula a entalpia h - em base molar de H 2 O .

h - = h - f 0 + Δ h -

onde h - f 0 é a entalpia de formação e Δ h - é a diferença entre a entalpia específica da substância a uma temperatura qualquer T e a entalpia específica da substância a 25   ° C .

h - f 0 e Δ h - são encontrados em tabelas. Mas como podemos converter a entalpia h - em base molar pra entalpia h em base mássica que queremos? Pela equação abaixo!

h = h - M

onde M é a massa molar de H 2 O .

Com esse roteiro de como calcular h , podemos iniciar as contas no próximo passo!

Passo 2

Primeiro, devemos encontrar a entalpia de formação h - f 0 de H 2 O na tabela de entalpia de formação h - f 0 . Tome cuidado! O enunciado disse que a água é vapor. Logo, precisamos pegar a entalpia de formação do vapor d’água na tabela abaixo.

h - f 0 = - 241826 k J k m o l

Agora que sabemos disso, vamos partir pro próximo passo pra calcular o restante!

Passo 3

Como já foi dito antes, Δ h - é a diferença entre a entalpia específica da substância a uma temperatura qualquer T e a entalpia específica da substância a 25   ° C . Δ h - é encontrado em tabelas parecidas com a tabela abaixo!

No entanto, a tabela abaixo mostra valores de Δ h - para certos valores de temperatura T em kelvin K . A temperatura que temos está em grau Celsius ° C . Pra converter T de ° C pra K , somamos 273,15 .

T = 400 + 273,15 = 6 73,15   K

Oba! Agora sabemos o valor de T em kelvin K . O problema é que a tabela não tem o valor de Δ h - pra temperatura de 673,15   K . Ela só tem um valor de Δ h - pra uma temperatura menor de 600   K e outro valor de Δ h - pra uma temperatura maior de 7 00   K . 673,15   K está entre esses dois valores. Logo, achamos Δ h - de 673,15   K , interpolando os Δ h - de 600   K e 700   K !

Δ h - = 10499 + 14190 - 10499 700 - 600 × 673,15 - 600

Δ h - = 13198 , 9 7   k J k m o l

Com h - f 0 e Δ h - , podemos achar h - no próximo passo!

Passo 4

Substituindo h - f 0 e Δ h - na fórmula de h - , encontramos:

h - = h - f 0 + Δ h -

h - = - 241826 + 13198 , 9 7

h - = - 228627 , 03   k J k m o l

Lembrando que a massa molar M de H 2 O vale 18,015   k g / k m o l , podemos usar a equação de h .

h = h - M

h = - 228627 , 03 18,015

h = - 12690 , 9   k J k g

Uhuuuul! Parabéns, pessoal! Chegamos rapidão na resposta!

Resposta

h = - 12690 , 9   k J k g

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