Para cada uma das seguintes substâncias, calcule a temperatura final quando 60 kJ cdot mol^-1 de calor é adicionado ao líquido sub-resfriado a 25^circ C, à pressão atmosférica.
metanol

Passo 1

O enunciado pede para calcular a temperatura final quando 60 kJcdot mol^-1 de calor é fornecido a metanol líquido sub-resfriado a 25^circC e pressão atmosférica. O processo envolve três etapas: aquecer o líquido de 25^circC até o ponto de ebulição, vaporizar parte ou todo o líquido, e então aquecer o vapor até a temperatura final. Vamos usar calor específico constante e entalpia de vaporização à pressão normal para fazer o balanço de energia.

Passo 2

Reunindo os dados necessários para o metanol:
Trm eb &=;64,7^circC;(337,8 K), Cp,ell &=;81,1 Jcdot mol^-1cdot K^-1, De<a Hrm vap|Trm eb &=;35,2 kJcdot mol^-1, Cp,g &=;43,9 Jcdot mol^-1cdot K^-1

Passo 3

Calcular o calor para aquecer o líquido de 25^circC até 64,7^circC:
q1 = Cp,ell,l(Trm eb-25^circCr) =81,1;l(64,7-25r) approx3,22 kJ

Passo 4

Calcular o calor necessário para vaporizar 1 mol de metanol à ebulição:
q2 = De<a Hrm vap = 35,2 kJ

Passo 5

Verificar o calor restante para aquecer o vapor:
qrm total=60 kJ, qrm rem=qrm total-q1-q2 =60-3,22-35,2 approx21,58 kJ

Passo 6

Calcular o incremento de temperatura do vapor usando q3 = Cp,g,De<a T:
De<a T =qrm remCp,g =21,580 J43,9 Jcdot mol^-1cdot K^-1 approx492 K
A temperatura final em kelvin é
Tf = Trm eb+ De<a T =337,8 K +492 K approx829,8 K,
ou em graus Celsius,
Tf approx829,8 -273,15 =556,6^circC

Resposta

A temperatura final do metanol após a adição de 60 kJcdot mol^-1 de calor é aproximadamente 557^circC.

Exercícios relacionados