Considere a combustão de um mol de
com
de
sob condições normais. Quanto do calor expelido pela reação vem do decréscimo da energia do sistema, e quanto vem pelo trabalho realizado pela atmosfera durante o colapso? (Trate o volume da água líquida como desprezível.)
Passo 1
O enunciado pede a combustão a pressão constante (1 atm) de 1 mol de
com
mol de
, formando 1 mol de água líquida (volume desprezível). Queremos separar o calor liberado
em duas parcelas: a que vem da variação da energia interna
e a que vem do trabalho de compressão realizado pela atmosfera. O conteúdo principal é a relação
pois a entalpia
a pressão constante é justamente o calor trocado
.
Passo 2
Pela tabela de entalpias de formação, a reação
tem
ou seja, a reação libera
kJ de calor a
atm.
Passo 3
Calcular a variação de volume dos gases: inicialmente há
mol de gás a
K e
atm.
Usando com
L·atm·mol⁻¹·K⁻¹,
Usando
O volume final
(água líquida desprezível), logo
Passo 4
O trabalho realizado pelo sistema sobre a atmosfera é
Convertendo para kJ (
L·atm
J),
Como a atmosfera comprime o sistema, o trabalho feito pela atmosfera no sistema é
kJ.
Passo 5
Agora aplicamos
Como
kJ,
Isto significa que, dos
kJ liberados,
kJ vêm da queda da energia interna e
kJ vêm do trabalho da atmosfera.
Resposta
Do calor total liberado (
kJ),
- kJ vêm do decréscimo da energia interna do sistema (
),
- kJ vêm do trabalho realizado pela atmosfera durante o colapso (
).
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