*:39 O álcool etílico tem um ponto de ebulição de 78,0^circ C, um ponto de congelamento de -114^circ C, um calor de vaporização de 879 kJ / kg, um calor de fusão de 109 kJ / kg e um calor específico de 2,43 kJ / kg cdot K. Quanta energia deve ser removida de 0,510 kg de álcool etílico que está inicialmente na forma de gás a 78,0^circ C para que se torne um sólido a -114^circ C ?

Passo 1

Resumindo: temos m=0,510,kg de etanol inicialmente na forma de vapor a 78,0^circC e queremos chegar a sólido a -114^circC. As etapas de remoção de calor são:
  1. condensar o vapor a 78,0^circC (calor de vaporização),
  2. resfriar o líquido de 78,0^circC até -114^circC (calor sensível),
  3. solidificar o líquido a -114^circC (calor de fusão).
    Usaremos
    Lv=879,kJ/kg,
    c=2,43,kJ/(kgcdot K),
    Lf=109,kJ/kg.

Passo 2

Calor removido para condensar o vapor a 78,0^circC:
Q1 = m,Lv = 0,510 times 879 = 448,3,kJ

Passo 3

Calor removido ao resfriar o líquido de 78,0^circC até -114^circC. A variação de temperatura é
De<a T = 78,0 - (-114) = 192,K,
então
Q2 = m,c,De<a T = 0,510 times 2,43 times 192 = 238,1,kJ

Passo 4

Calor removido para solidificar o etanol a -114^circC:
Q3 = m,Lf = 0,510 times 109 = 55,6,kJ

Passo 5

Somando todas as etapas, a energia total removida é
Qrm total = Q1 + Q2 + Q3 = 448,3 + 238,1 + 55,6 = 742,0,kJ

Resposta

A energia que deve ser removida é aproximadamente 742,kJ.

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