A combustão de exatos
de ácido benzoico e libera
de calor. Considerando que a combustão de
de ácido benzoico faz com que a temperatura do calorímetro aumente de 22,01 para
, calcule a capacidade calorífica do calorímetro.
Passo 1
Beleza, o enunciado diz o seguinte: quando a gente queima exatamente 1,000 g de ácido benzoico, sai 26,38 kJ de calor. Agora, se a gente queima 0,550 g do mesmo ácido num calorímetro, a temperatura dele sobe de 22,01 °C para 24,27 °C. A pergunta é: qual é a capacidade calorífica desse calorímetro?
Conteúdo: calorimetria (relação entre calor liberado e variação de temperatura). Vamos precisar aplicar:
Conteúdo: calorimetria (relação entre calor liberado e variação de temperatura). Vamos precisar aplicar:
- Proporção de calor liberado por massa de reagente.
- Fórmula básica de calorimetria:
.
Passo 2
Antes de mais nada, vamos achar quanto de calor (
) foi realmente liberado quando queimamos 0,550 g.
Teoria rápida: a entalpia de combustão é dada por kJ por grama, então se a gente queima uma massa , o calor liberado é
Teoria rápida: a entalpia de combustão é dada por kJ por grama, então se a gente queima uma massa
Aqui
.
Passo 3
Agora plugamos os números:
(Transformei kJ em J no final só pra ficar mais prático, mas podemos continuar em kJ se quisermos.)
Passo 4
Agora a temperatura do calorímetro subiu de 22,01 °C para 24,27 °C, ou seja
Na calorimetria, o calor absorvido pelo calorímetro é
onde
é justamente o que queremos (a capacidade calorífica). Então
(se a gente dividir em kJ por °C já que tínhamos 0,014509 kJ, dá o mesmo valor numérico:
, ou seja 6,42 J/K em kJ).
Resposta
A capacidade calorífica do calorímetro é aproximadamente