3 mols de nitrogênio gasoso à
, contidos em um recipiente rígido, são aquecidos à volume constante, até 250
. Qual a quantidade de calor requerida se o recipiente possuir capacidade calorífica desprezível? E se for considerada a massa do recipiente (
) e o seu calor específico
, qual a quantidade de calor necessária? Dado
.
Passo 1
Beleza, então o enunciado diz que temos 3 mol de N₂ gasoso num recipiente rígido (volume constante). A gente aquece de 86 °F até 250 °C. Primeiro pede o calor necessário se o próprio recipiente não armazenar calor (capacidade desprezível). Depois pede de novo se o recipiente tiver massa e calor específico, ou seja, quando o recipiente também absorve calor.
Conteúdo: termodinâmica de gás ideal (processo isocórico) e calorimetria.
O que vamos precisar:
Conteúdo: termodinâmica de gás ideal (processo isocórico) e calorimetria.
O que vamos precisar:
- Converter temperaturas (°F → °C).
- Equação para processo a volume constante:
- Equação de calorimetria do sólido (o recipiente):
Passo 2
Primeiro, vamos colocar tudo em °C:
Temperatura inicial T₁ = 86 °F →
Temperatura inicial T₁ = 86 °F →
Temperatura final T₂ = 250 °C (já tá em °C).
Passo 3
Agora o salto de temperatura:
Passo 4
Calor absorvido só pelo gás (processo isocórico):
Substituindo:
Em kJ:
Passo 5
Se o recipiente também absorve calor, usamos
A massa está em libras, convertemos pra kg:
Passo 6
Agora calculamos o calor do recipiente:
Passo 7
Por fim, se o recipiente absorve calor, o total é gás + recipiente:
Resposta
- Se o recipiente for desprezível:
- Se considerar o recipiente: