Exercícios Resolvidos de Entalpia: Fenômenos físicos

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Enunciado

1. A capacidade calorífica molar a pressão constante do dióxido de carbono é 29,14   J . K - 1 . m o l - 1 . Quanto é sua capacidade calorífica molar a volume constante? Considere o C O 2 um gás ideal.

2. Use a informação do exercício anterior para calcular a variação (a) da entalpia molar, (b) da energia interna molar, quando o dióxido de carbono é aquecido de 15 o C (a temperatura média em que o ar é inalado) até 37 o C (a temperatura do sangue e dos pulmões).

Passo 1

1. Para gases ideais, temos a relação:

C p , m - C v , m = R

Como já temos a capacidade calorífica molar a pressão constante ( C p , m ), podemos calcular o C v , m :

C v , m = C p , m - R

C v , m = 29,14   J . K - 1 . m o l - 1 - 8,31   J . K - 1 . m o l - 1

C v , m = 20,83   J . K - 1 . m o l - 1

Passo 2

2. As fórmulas de C v e C p :

C v = ∆ U ∆ T   e   C p = ∆ H ∆ T

Se a gente dividir os dois lados das duas equações pelo número de mols, encontramos as capacidades caloríficas molares e a variação de entalpia e energia interna molar.

C v , m = ∆ U m ∆ T   e   C p , m = ∆ H m ∆ T

a) Para calcular a variação da entalpia molar, vamos usar a fórmula de C p , m . Atenção, o delta da temperatura em °C é igual ao delta da temperatura em K.

29,14   J . K - 1 . m o l - 1 = ∆ H m 22   K

∆ H m = 641,08 J m o l  

b) Para a energia interna molar, vamos usar a fórmula de C v , m :

20,83   J . K - 1 . m o l - 1 = ∆ U m 22   K

∆ U m = 458,6 J m o l

Resposta

1.   20,83 J K . m o l

2. a)   ∆ H m = 641 J m o l

2. b) ∆ U m = 458 J m o l

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