Sob pressão constante, qual seria a energia necessária para aumentar a temperatura do sistema na pergunta 11 em
(
para metano é
Passo 1
O enunciado pede a energia necessária, em processo a pressão constante, para aumentar a temperatura do “sistema da pergunta 11” em
. As informações fornecidas no enunciado que você me passou são:
O que NÃO foi fornecido (e é essencial para um cálculo numérico) é a quantidade de metano presente no sistema, isto é, o número de mols
ou a massa
do metano. Sem essa informação não é possível dar um valor absoluto da energia para o sistema referido.
Passo 2
Conceito fundamental (aula curta e direta): em processo a pressão constante, o calor trocado pelo sistema
é igual à variação de entalpia
. Para uma substância pura num processo em que o calor molar
pode ser considerado constante na faixa de temperatura considerada, vale a relação:
Expliquei cada símbolo:
-
: calor trocado no processo a pressão constante (unidade: ); -
: número de mols da substância no sistema (unidade: ); -
: capacidade calorífica molar a pressão constante (unidade: ); -
: variação de temperatura (unidade: ou , numericamente iguais).
Passo 3
Como aplicar na prática: a fórmula que você deve usar na prova é
Se você souber a massa
do metano em gramas, primeiro converte para mols usando a massa molar do metano:
Depois usa esse
na fórmula do passo anterior.
Passo 4
Aplicando os números conhecidos para obter um valor por mol (útil quando falta a quantidade): tomar
. Substituindo,
Agora faço a multiplicação passo a passo (sem pular etapas, como na prova):
Somando as três partes:
Arredondando de forma sensata (duas casas decimais), para
temos
Passo 5
Exemplo prático caso o enunciado te desse uma massa qualquer (mostro o procedimento completo):
Suponha que o sistema contém de metano (este é um exemplo — você não me deu essa massa, uso só para mostrar o método).
Calcule :
Suponha que o sistema contém
Calcule
Agora aplique a fórmula do calor:
Usando o valor por mol que calculamos (
):
Então, com essa massa hipotética, a energia seria cerca de
.
Passo 6
Resumo e o que você deve escrever na prova: escreva a fórmula geral
, calcule
se receber uma massa usando
, e então multiplique. Se o enunciado der apenas a substância (metano) e a variação de temperatura, mas não a quantidade, você só pode fornecer o resultado em função de
ou o valor por mol (como fiz em
).
Resposta
Não é possível calcular numericamente a energia absoluta porque falta a quantidade de metano (n).
Fórmula: . Para
,
.
Fórmula: