O eteno
é utilizado na produção de diversos compostos químicos, podendo ser obtido segundo a reação com propano
:
Suponha que 1L do eteno produzido precisa ser armazenado em um tubo, que sofre uma compressão de uma pressão inicial de 1 atm e temperatura inicial
para uma condição pressão final de 4 atm e a temperatura final de
.
Considerando o
um gás ideal encontre o
desta transformação.
Suponha que 1L do eteno produzido precisa ser armazenado em um tubo, que sofre uma compressão de uma pressão inicial de 1 atm e temperatura inicial
Considerando o
Passo 1
Beleza, resumo da treta: a gente tem eteno (C₂H₄) tratado como gás ideal, que começa em P₁ = 1 atm e T₁ = 25 °C e vai parar em P₂ = 4 atm e T₂ = 919,45 °C. Queremos ΔH, ΔU, q e w dessa transformação. O conteúdo é Termodinâmica de gases ideais (1ª lei, capacidades molares, etc.). Vamos precisar:
- Converter temperaturas pra Kelvin,
- Calcular quantos mols tem em 1 L (lei dos gases ideais),
- Usar ΔU = n·C_v·ΔT e ΔH = n·C_p·ΔT,
- Identificar que, como o volume não muda (constante), w = 0 e q = ΔU.
Passo 2
Primeiro, converte as temperaturas:
Passo 3
Agora calcula o número de mols em 1 L a 1 atm e 298,15 K usando a lei dos gases ideais:
Com ,
,
:
Com
Passo 4
Como o eteno é uma molécula não-linear, a gente assume
e
.
Numericamente:
Numericamente:
Passo 5
Calcula ΔT:
.
Então:
Passo 6
Como o volume não muda (é um tubo rígido), o trabalho de expansão é
Pela primeira lei,
, logo
Resposta
ΔH ≃ 1217 J
ΔU ≃ 914 J
w = 0 J
q ≃ 914 J
ΔU ≃ 914 J
w = 0 J
q ≃ 914 J