Calcular
quando 1 mol de
é aquecido de
a
com pressão igual a 1 bar. Neste processo Zn aumenta o seu volume de 9,16
para
.
Passo 1
O enunciado pede para calcular
quando
mol de Zn(s) é aquecido de
a
sob pressão constante de
bar.
Dados fornecidos pelo enunciado:
Dados fornecidos pelo enunciado:
- pressão:
(constante); - volume inicial por mol:
(valor vindo do enunciado); - volume final por mol:
(valor vindo do enunciado); - quantidade:
mol de Zn (implícito no enunciado).
O que se pede: o valor numérico depara esse processo (por mol).
Passo 2
Relação entre entalpia e energia interna. Vou lembrar e explicar a relação fundamental:
onde
é entalpia,
é energia interna,
é pressão e
é volume. Aqui cada letra significa:
-
: entalpia do sistema (energia a pressão constante), -
: energia interna do sistema, -
: pressão externa atuando sobre o sistema, -
: volume do sistema.
Subtraindode ambos os lados:
Passo 3
Simplificação quando a pressão é constante. Como o enunciado diz que a pressão é constante (
não muda), podemos desenvolver
assim:
Mas
porque
é constante, logo
Portanto basta calcular
multiplicado pela variação de volume por mol
.
Passo 4
Calcular a variação de volume e converter unidades para o SI (para obter J). Primeiro, em mL:
valor obtido diretamente do enunciado. Converter
para
(unidade do SI):
. Então
Passo 5
Converter a pressão para Pascal (
), que é
no SI. Sabendo que
,
Passo 6
Calcular
. Substituindo os valores em unidades SI:
Fazendo a multiplicação:
Passo 7
Verificação de unidades e interpretação. Unidade:
, portanto o resultado está em
. O valor é muito pequeno (
), o que faz sentido físico: sólidos têm expansões volumétricas muito pequenas, então a diferença entre
e
sob pressão constante é praticamente desprezível.