O gás cloro deve ser aquecido de 100^circ C e 1 atm até 200^circ C.
Calcule a entrada de calor (kJ) necessária para elevar a temperatura de 5,0 kmols de cloro em um vaso rígido fechado desde 100^circ C e 1 atm até 200^circ C. (Sugestão: Assuma gás ideal e avalie De diretamente do resultado do último cálculo, de forma que você não tenha que fazer outra integração).

Passo 1

Beleza, a questão diz que a gente tem 5,0 kmol de Cl₂ num recipiente rígido, e quer aquecer de 100 °C até 200 °C. O gás é ideal e o volume não muda (vaso rígido). Precisamos calcular o calor que entra.
Conteúdo: 1ª Lei da Termodinâmica para gás ideal, processo a volume constante, capacidade calorífica .

Passo 2

Aplicar a 1ª Lei da Termodinâmica:
De
Como o volume é constante, o trabalho de expansão Q = De. Então

Passo 3

Para um gás ideal, a variação de energia interna é
De
onde
  • é a quantidade de matéria (5,0 kmol),
  • é a capacidade calorífica a volume constante,
  • em kelvin.
Teoria rápida: para gases diatômicos (como Cl₂), em temperatura moderada, , porque só modos de translação e rotação contribuem.

Passo 4

Vamos aos números:
  1. Converter De:
Cv = 52,R = 52times 8,314 = 20,785;kJ/(kmolcdot K)
  1. Constante dos gases De.
  2. Então
  1. Calcular :
Como , esse é o calor necessário.

Resposta

O calor de aquecimento necessário é
boxedQ = 1,04times 10^4;kJ,

Exercícios relacionados