Enunciado

Um gás ideal é aquecido de 500   K até 1500   K . Determine a variação na entalpia usando um calor específico constante da Tabela A.5 (valor da temperatura ambiente) e discuta a incerteza do resultado se o gás for

a. Argônio

b. Oxigênio

c. Bióxido de carbono.

Passo 1

Vamos lá, pessoal! Nessa questão, vamos calcular a variação de entalpia ∆ h de um gás perfeito através de c p 0 , que é o calor específico a pressão constante. Para isso, usamos a fórmula:

∆ h = c p 0 T 2 - T 1

A questão nos deu T 1 = 500   K e T 2 = 1500   K . Para cada gás, vamos consultar a Tabela A.5 para achar o valor de c p 0 e aplicar na fórmula.

Passo 2

Para o Argônio, o calor específico obtido da Tabela A.5:

c p 0 = 0,520   k J / k g K  

Aplicando na fórmula:

∆ h = 0,520 1500 - 500

∆ h = 520   k J / k g

Como esse é um gás monoatômico, considera-lo um gás ideal nos dá um resultado que é uma boa aproximação para o valor real.

Passo 3

Na letra b) temos o Oxigênio. Pela Tabela A.5, seu calor específico é:

c p 0 = 0 , 922   k J / k g K  

Aplicando na fórmula:

∆ h = 0 , 922 1500 - 500

∆ h = 922   k J / k g

Discutindo a incerteza do resultado, temos que o oxigênio ( O 2 ) é um gás diatômico, então podemos considerar essa uma aproximação razoável, mas que apresenta algum erro.

Passo 4

Na letra c) temos dióxido de carbono ( C O 2 ). Pela Tabela A.5, seu calor específico é:

c p 0 = 0,842   k J / k g K  

Aplicando na fórmula:

∆ h = 0 , 842 1500 - 500

∆ h = 842   k J / k g

Agora temos um gás poliatômico que mudanças na sua capacidade de calor, então uma incerteza percentual maior é associada ao resultado.

Prontinho, com o resultado da letra c) encerramos o exercício 😉.

Resposta

a) ∆ h = 520   k J / k g

b) ∆ h = 922   k J / k g

c) ∆ h = 842   k J / k g

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