Em uma amostra de 100 g de um líquido puro, sua combustão completa a
e pressão constante liberou
de energia (veja Tabela 2). Determine a entalpia molar de combustão desse líquido.
Passo 1
Dados fornecidos pelo enunciado:
Pedido do problema: determinar a entalpia molar de combustão do líquido (ou seja,
por mol do combustível).
Observação importante: o enunciado cita a “Tabela 2”. Presumo que essa tabela contém a massa molar (massa molecular) do líquido puro, informação necessária para transformar a massa de
em número de mols. Como você não enviou a Tabela 2, não posso obter numericamente a massa molar específica desse líquido. Portanto não é possível fornecer um valor numérico final sem essa massa molar. Vou, então, desenvolver a resolução completa em termos simbólicos e mostrar exatamente como usar a massa molar da Tabela 2 para obter a resposta numérica.
Passo 2
Conceito termodinâmico essencial: a entalpia é a grandeza que, à pressão constante, troca de calor entre o sistema e as redondezas. Assim, para a combustão realizada à pressão constante vale:
Como o enunciado diz que a combustão liberou energia, isso é uma reação exotérmica; pelo sinal convencional:
Explicação didática: o sinal negativo indica que o sistema (o combustível) perdeu energia em forma de calor para o ambiente.
Passo 3
Para encontrar a entalpia por mol (entalpia molar de combustão) precisamos dividir a entalpia associada à amostra pela quantidade de mols de combustível queimados. A quantidade de mols
é dada por:
onde:
-
é a massa da amostra (aqui ), -
é a massa molar do líquido (em ), valor que deve vir da Tabela 2.
Explicação didática: se
é, por exemplo,
, então cada mol pesa
gramas, e com
você tem
mols.
Passo 4
Definição útil: a entalpia molar de combustão é a entalpia por mol do combustível, ou seja
Substituindo
e
:
Passo 5
Faço a simplificação algébrica:
Como
está em
, as unidades de
cancelam e o resultado fica em
. Podemos reescrever o fator numérico:
logo
Interpretação didática: para obter o valor numérico da entalpia molar, basta pegar a massa molar
(em
) indicada na Tabela 2 e multiplicar por
.
Passo 6
Exemplo ilustrativo (apenas para mostrar o uso): se a Tabela 2 dissesse que
(como seria para o etanol), então
Reforço: esse número é só um exemplo; não estou afirmando que o líquido do problema seja etanol. Para o seu exercício você deve usar o valor exato de
que está na Tabela 2.
Passo 7
Resumo do procedimento que você deve aplicar na prova (passo a passo prático):
- Ler
(massa molar do líquido) na Tabela 2 em . - Calcular
(mols na amostra). - Calcular
.
Ou usar diretamente a fórmula pronta:
Isso é tudo — método simples, poucas contas, e pronto para fazer rapidamente na prova.