(15) Um churrasqueiro utiliza um saco com 8 kg de carvão para uma tarde de churrascada.
a) Escreva a equação termoquímica da queima do carvão. (5 pontos)
b) Quantos quilogramas de água são possíveis de aquecer de 15^circ C até 35^circ C com um saco de carvão? ( 5 pontos)
c) Qual a quantidade (litros) de água é possível evaporar com a energia contida em 5 sacos de carvão? (5 pontos)

Passo 1

O enunciado diz queima de carvão ( 8 kg de carbono) para churrasco e pede:
a) a equação termoquímica da combustão do carvão;
b) quantos quilogramas de água podem ser aquecidos de 15^circC a 35^circC com a energia de um saco;
c) quantos litros de água podem ser evaporados com a energia de cinco sacos.
Conteúdos usados: entalpia de combustão do carbono, calor específico da água e calor latente de vaporização da água.

Passo 2

A combustão do carbono sólido é representada por
C(s) + O2(g)longrightarrow CO2(g),
com entalpia padrão de reação
De<a Hcomb = -393,5;kJ/mol

Passo 3

Calcular a energia liberada por um saco ( 8 kg) de carbono:
Massa molar do carbono MC = 12,0;g/mol = 0,012;kg/mol.
Número de mols:
nC = mCMC = 8,0;kg0,012;kg/mol approx 666,7;mol
Energia total liberada:
Q1 = nC times 393,5;kJmol approx 666,7 times 393,5 approx 2,62times10^5;kJ

Passo 4

Para aquecer água de 15^circC a 35^circC usa-se
Q = mw,c,De<a T,
com c=4,18;kJ/(kgcdotK) e De<a T=20;K. Assim
mw = Q1c,De<a T = 2,62times10^54,18times20 approx 3,14times10^3;kg

Passo 5

Energia de cinco sacos:
Q5 = 5,Q1 = 5times2,62times10^5 = 1,31times10^6;kJ
Para vaporizar a água usamos o calor latente Lv=2260;kJ/kg:
mvap = Q5Lv = 1,31times10^62260 approx 580;kg
Como a densidade da água é 1;kg/L, isso corresponde a 580;L.

Resposta

(a)
C(s) + O2(g)longrightarrow CO2(g), De<a H = -393,5;kJ/mol
(b)
mw approx 3,14times10^3;kg
(c)
Vvap approx 580;L

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