Atividade avaliativa 10 - Turma D
Obs. Para os exercicios 1 e 2, utilizar dados da Tabela A2
Calcule o calor que precisa ser fornecido para elevar a temperatura de
de tolueno gasoso em um vaso fechado, a volume constante, de
até
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Obs. Para os exercicios 1 e 2, utilizar dados da Tabela A2
Calcule o calor que precisa ser fornecido para elevar a temperatura de
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular o calor que deve ser fornecido para aumentar a temperatura de 2,5 kmol de tolueno gasoso em um vaso fechado, mantendo o volume constante, passando de 120°C para 245°C. O conteúdo aqui envolve Termodinâmica, mais especificamente o conceito de calor em processos a volume constante. Vamos precisar usar a fórmula do calor a volume constante e entender um pouquinho sobre capacidade calorífica.
Passo 2
Primeiro, vamos entender os dados que temos:
- Quantidade de substância (n): 2,5 kmol
- Temperatura inicial (T₁): 120°C
- Temperatura final (T₂): 245°C
Passo 3
A gente precisa calcular a variação de temperatura (ΔT). Para isso, subtraímos a temperatura inicial da final:
Passo 4
Agora, vamos lembrar que o calor fornecido a um sistema a volume constante pode ser calculado pela fórmula:
Onde:
- $ Q $ é o calor fornecido,
- $ n $ é a quantidade de substância,
- $ C_v $ é a capacidade calorífica molar a volume constante,
- $ \Delta T $ é a variação de temperatura.
Passo 5
Precisamos do valor de $ C_v $ para o tolueno gasoso. Geralmente, esse valor pode ser encontrado em tabelas específicas (como a Tabela A2 mencionada). Para o tolueno gasoso, uma estimativa comum é:
Passo 6
Antes de aplicar a fórmula, é importante alinhar as unidades. Já temos $ n $ em kmol, então vamos converter para mol:
Passo 7
Agora, vamos aplicar todos os valores na fórmula do calor:
Passo 8
Vamos calcular passo a passo:
Primeiro, multiplicamos $ n $ por $ C_v $:
Depois, multiplicamos pelo $ \Delta T $:
Resposta
O calor que precisa ser fornecido é de 65.625.000 J (ou 65,625 MJ).