Em relação às baterias, dois parâmetros importantes são a capacidade específica (
, em unidades de
) e densidade de energia teórica (
, em unidades de
). Considerando-se as baterias de chumbo ácido com um potencial de operação de
, qual seriam os valores de
e de
? Mostre todos os cálculos. Reação global:
Passo 1
O enunciado pede a capacidade específica
(em
) e a densidade de energia teórica
(em
) para a bateria de chumbo-ácido com potencial de operação de
, considerando a reação global
Para resolver, vamos:
- Determinar o número de elétrons
trocados e a carga elétrica por mol de reação. - Converter essa carga em
. - Calcular a massa molar dos sólidos ativos (
e ). - Obter
dividindo a capacidade por mol pela massa correspondente. - Calcular
.
Passo 2
Cada mol de reação transfere
elétrons por mol (uma vez que as semi-reações envolvem
elétrons no total). Usando a constante de Faraday
, a carga por mol de reação é
Passo 3
Convertendo a carga em ampère-hora, sabendo que
:
Passo 4
Calculamos a massa molar dos sólidos ativos envolvidos:
Passo 5
A capacidade específica
é a capacidade por massa de ativos:
Passo 6
A densidade de energia teórica
é dada por