Calcule a diferença entre
e
nas seguintes reações:
(a)
a
(b) Acetato de etila(1) + água(l)
etanol(1) + ácido acético(l) a
©
a
(d)
-quartzo(s)
-quartzo(s) a 846 K
(a)
(b) Acetato de etila(1) + água(l)
©
(d)
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão que pede para calcular a diferença entre $ q_p $ e $ q_v $ em diferentes reações químicas. O conteúdo envolve termodinâmica, especificamente as relações entre calor a pressão constante ($ q_p
q_v $). Para resolver isso, vamos precisar entender como essas duas grandezas se relacionam e como calcular a diferença entre elas usando a mudança no número de mols de gás na reação.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que $ q_p $ é o calor fornecido ou absorvido a pressão constante, que é igual à variação de entalpia ($ \Delta H $). Já $ q_v $ é o calor a volume constante, igual à variação de energia interna ($ \Delta U $). A diferença entre eles está relacionada com o trabalho realizado pelo sistema quando há mudança no número de mols de gás na reação.
Passo 3
A fórmula para calcular a diferença entre $ q_p $ e $ q_v $ é:
Onde:
- $ \Delta n_{gás} $ é a variação do número de mols de gás na reação;
- $ R $ é a constante dos gases ideais ($ 0,0821 , L·atm/mol·K $);
- $ T $ é a temperatura em Kelvin.
Passo 4
Agora, vamos aplicar essa fórmula para cada uma das reações fornecidas.
a) $ \mathrm{H}{2}(\mathrm{g}) + \frac{1}{2} \mathrm{O}{2}(\mathrm{g}) \rightleftharpoons \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}(\mathrm{l}) $ a $ 25^{\circ}\mathrm{C} $
Primeiro, identificamos os mols de gás antes e depois da reação:
- Reagentes: $ 1 + \frac{1}{2} = 1,5 $ mols de gás
- Produtos: $ 0 $ mols de gás (a água é líquida)
Então, $ \Delta n_{gás} = 0 - 1,5 = -1,5 $
Convertendo a temperatura para Kelvin:
Aplicando na fórmula:
Resposta
a) A diferença entre $ q_p $ e $ q_v $ é aproximadamente $ -36,7 , J $.