Calcule a mudança na entalpia para 1 kg de oxigênio que é aquecido de 300 K até 1500 K. Assuma o comportamento de um gás ideal.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício pede para calcular a mudança na entalpia de 1 kg de oxigênio (O₂) que é aquecido de 300 K até 1500 K, assumindo que o gás se comporta de forma ideal. Isso envolve conceitos de termodinâmica, especificamente sobre como a entalpia muda com a temperatura em gases ideais. Para resolver, vamos precisar usar a fórmula da variação de entalpia para gases ideais e conhecer o calor específico à pressão constante do oxigênio.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a variação de temperatura (
). Isso é simplesmente a diferença entre a temperatura final e a inicial.
Passo 3
Agora, precisamos do calor específico à pressão constante (
) para o oxigênio. O
é a quantidade de calor necessária para aumentar a temperatura de 1 kg de uma substância em 1 Kelvin à pressão constante. Para o oxigênio gasoso,
é aproximadamente
.
Passo 4
Com a variação de temperatura e o calor específico em mãos, podemos usar a fórmula da mudança na entalpia (
) para um gás ideal:
Onde:
-
é a massa do gás (1 kg) -
é o calor específico à pressão constante ( ) -
é a variação de temperatura ( )
Substituindo os valores:
Resposta
A mudança na entalpia é de aproximadamente
para 1 kg de oxigênio aquecido de 300 K até 1500 K.