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.
água

Passo 1

O enunciado nos dá uma mol de água líquida subresfriada a 25^circ C e pede a temperatura final quando se adicionam Qrm tot=60,0;kJ,mol^-1 a pressão constante de 1;atm. Para resolver isso precisamos:
– Calor para aquecer a água líquida de 25^circ C até 100^circ C, usando Cp,ell.
– Calor de vaporização De<a Hrm vap a 100^circ C.
– Calor para superaquecer o vapor de 100^circ C até a temperatura final Tf, usando Cp,g.

Passo 2

Aquece-se a água líquida de Ti=25^circ C até Tb=100^circ C. Com Cp,ell=75,3;J,mol^-1K^-1,
q1 = Cp,ell,(Tb - Ti) = 75,3;Jmol,Ktimes(100 - 25);K = 75,3times 75;J = 5,65;kJ

Passo 3

Faz-se então a vaporização a 100^circ C. Usando De<a Hrm vap=40,66;kJ,mol^-1,
q2 = De<a Hrm vap = 40,66;kJ

Passo 4

O calor já gasto para aquecimento e vaporização é
q1 + q2 = 5,65 + 40,66 = 46,31;kJ
Logo sobra para superaquecer o vapor
q3 = Qrm tot - (q1 + q2) = 60,00 - 46,31 = 13,69;kJ

Passo 5

Superaquece-se o vapor de 100^circ C até Tf. Com Cp,g=33,6;J,mol^-1K^-1,
q3 = Cp,g,(Tf - Tb) Longrightarrow Tf = Tb + q3Cp,g = 100^circ C + 13,690; J33,6;J/K approx 100 + 407,5 = 507,5^circ C

Resposta

A temperatura final é aproximadamente 508^circ C.

Exercícios relacionados