(6,0 pontos) Calcule o calor necessário para que 5 mol de tolueno líquido a 30^circ C sejam aquecidos e vaporizados até 110^circ C a pressão constante de 1 atm .

Passo 1

Beleza, vamos lá! O que a gente precisa fazer é calcular o calor necessário para aquecer 5 mol de tolueno líquido de 30ºC até 110ºC e depois vaporizar esse tolueno, tudo isso mantendo a pressão constante de 1 atm. Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de calor específico e calor de vaporização.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular o calor necessário para aquecer o tolueno de 30ºC até 110ºC. Para isso, usamos a fórmula:
Qaquecimento = n times Cp times De
Onde:
  • Qaquecimento = 5 , mol times 100 , Jmolcdot°C times (110°C - 30°C) é a quantidade de mols (5 mol)
  • Qaquecimento = 5 times 100 times 80 é o calor específico molar do tolueno líquido
  • Qaquecimento = 40,000 , J é a variação de temperatura
O calor específico molar ( ) do tolueno líquido é aproximadamente 100 J/(mol·°C).
Então:

Passo 3

Agora, vamos calcular o calor necessário para vaporizar os 5 mol de tolueno a 110ºC. Usamos a fórmula:
Qvaporização = n times Deçã
Onde:
  • De é o calor de vaporização por mol do tolueno, que é aproximadamente 39,5 kJ/mol.
Convertendo para Joules:
Qvaporização = 5 , mol times 39,500 , Jmol
Então:
Qvaporização = 197,500 , J çã
çã

Passo 4

Agora, somamos os dois calores para encontrar o total necessário:
Qtotal = Qaquecimento + Qvaporização çã
Qtotal = 40,000 , J + 197,500 , J
Qtotal = 237,500 , J

Resposta

O calor necessário para aquecer e vaporizar 5 mol de tolueno de 30ºC a 110ºC é de 237 500 Joules.

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