(6,0 pontos) Calcule o calor necessário para que 5 mol de tolueno líquido a
sejam aquecidos e vaporizados até
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:
Onde:
-
é a quantidade de mols (5 mol) -
é o calor específico molar do tolueno líquido -
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:
Onde:
-
é o calor de vaporização por mol do tolueno, que é aproximadamente 39,5 kJ/mol.
Convertendo para Joules:
Então:
Passo 4
Agora, somamos os dois calores para encontrar o total necessário:
Resposta
O calor necessário para aquecer e vaporizar 5 mol de tolueno de 30ºC a 110ºC é de 237 500 Joules.