Calcule a variação de entalpia e a variação de entropia de um processo onde propano será aquecido de
, 1atm até
atm.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício pede para calcular a variação de entalpia (
) e a variação de entropia (
) quando o propano é aquecido de
e 1 atm até
e 10 atm. Vamos trabalhar com conceitos de termodinâmica, especificamente propriedades de gases ideais e as fórmulas relacionadas à entalpia e entropia. Para resolver, vamos precisar saber as capacidades caloríficas do propano e usar as equações de variação de entalpia e entropia para processos envolvendo gases.
Passo 2
Primeiro, vamos converter as temperaturas de Celsius para Kelvin, já que as equações termodinâmicas usam a escala Kelvin. A conversão é feita adicionando 273,15.
Passo 3
Agora, precisamos das capacidades caloríficas do propano. Para simplicidade, vamos considerar valores aproximados:
- Capacidade calorífica a pressão constante (
): aproximadamente - Capacidade calorífica a volume constante (
): aproximadamente
Além disso, vamos usar a constante dos gases ideais,
.
Passo 4
Vamos calcular a variação de entalpia (
). Para um gás ideal, a variação de entalpia é dada por:
Onde:
-
é o número de mols de propano -
é a capacidade calorífica a pressão constante -
Vamos calcular
:
Então,
Passo 5
Agora, vamos calcular a variação de entropia (
). Para um processo que envolve variação de temperatura e pressão, a variação de entropia para um gás ideal é dada por:
Onde:
-
e são as pressões inicial e final
Vamos substituir os valores:
Calculando os logaritmos naturais:
Então,
Resposta
A variação de entalpia é
e a variação de entropia é
.