3.5 Para quais dos seguintes processos são significativamente diferentes as medidas de
e
?
(a) Fusão do
sólido, (b) Sublimação do naftaleno sólido (mudança diretamente para gás), (c) CaO sólido e
gasoso juntos para formar
sólido, (d) HCl gasoso e
gasoso combinados para formar
sólido, (e)
gasoso e
gasoso combinados para formar HCl gasoso.
(a) Fusão do
Passo 1
O enunciado pede para identificar em quais processos a variação de entalpia
difere “significativamente” da variação de energia interna
. O conteúdo envolvido é a relação termodinâmica entre
e
em processos a pressão constante, levando em conta o trabalho de expansão ou compressão de gases.
Passo 2
A relação geral entre entalpia e energia interna em um processo a pressão constante é
Como para um gás ideal vale
, temos
onde
é a variação no número de mols de gás.
Passo 3
Vamos calcular
em cada processo:
(a) Fusão do
sólido para líquido: não há fase gasosa envolvida, logo
.
(b) Sublimação do naftaleno sólido para gás: do sólido vem 1 mol de gás, logo
.
(c)
: consome 1 mol de gás, então
.
(d)
: consome 2 mols de gás, logo
.
(e)
: reage 2 mols de gás e forma 2 mols de gás, portanto
.
Passo 4
A diferença
será significativa apenas quando
. Portanto os processos com
são (b), (c) e (d).
Resposta
(b), (c) e (d)