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(Uem-2015) A formação de CO_2(g) , segundo a reação O_2(g) + C _(grafite) → CO_2(g) , possui uma variação de entalpia ∆H = -395 kJ . Parte dessa energia foi utilizada para realizar o processo mostrado no diagrama pV, no qual se têm 4 mols de um gás monoatômico ideal.
Considerando as informações apresentadas, assinale o que for correto sobre esse diagrama pV.
01) A temperatura inicial desse gás monoatômico ideal é de aproximadamente 500 K.
02) A temperatura final do gás monoatômico ideal é de aproximadamente 900 K.
04) A variação da energia interna do gás monoatômico ideal foi de aproximadamente 29,9 kJ.
08) O trabalho realizado pelo sistema descrito no diagrama pV foi de 15 kJ.
16) O calor utilizado pelo sistema descrito no diagrama pV foi de aproximadamente 50% daquele gerado pela reação química do CO_2(g).

Gabarito:

Olá, vamos analisar as afirmativas:

01. A temperatura inicial dado que esse gás é um gás monoatômico poderia ser obtida pela equação de Clapeyron: [tex3]pV=nRT\rightarrow T=\frac{pV}{nR}[/tex3]

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[tex3]pV=nRT\rightarrow T=\frac{pV}{nR}[/tex3]

. Observe que as unidades de pressão e volume são dadas em Pa [tex3]=\frac{N}{m^2}[/tex3]

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[tex3]=\frac{N}{m^2}[/tex3]

e m³, assim, devemos usar a constante dos gases para esse caso, que seria [tex3]R=8,3145\frac{J}{K*mol}[/tex3]

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[tex3]R=8,3145\frac{J}{K*mol}[/tex3]

.
Logo, substituindo os valores: [tex3]T_i=\frac{0,5*10^5*0,2}{4*8,3145}=300[/tex3]

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[tex3]T_i=\frac{0,5*10^5*0,2}{4*8,3145}=300[/tex3]

K (valor aproximado). Portanto, falsa.

02. Da mesma forma, substituiremos: [tex3]T_f=\frac{1*10^5*0,3}{4*8,3145}=900[/tex3]

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[tex3]T_f=\frac{1*10^5*0,3}{4*8,3145}=900[/tex3]

K (valor aproximado). Portanto, verdadeira.

04. A variação da energia interna poderia ser vista como sendo: [tex3]\Delta U=\frac{3}{2}nR\Delta T=6*8,3145*600=29900[/tex3]

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[tex3]\Delta U=\frac{3}{2}nR\Delta T=6*8,3145*600=29900[/tex3]

J (valor aproximado). Portanto verdadeira.

08. O trabalho realizado pelo sistema pode ser visto como sendo a área do gráfico, que nesse caso seria: [tex3]\tau =\frac{(B+b)*h}{2}=\frac{(0,5+1)*10^5*(0,3-0,2)}{2}=7,5*10^3[/tex3]

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[tex3]\tau =\frac{(B+b)*h}{2}=\frac{(0,5+1)*10^5*(0,3-0,2)}{2}=7,5*10^3[/tex3]

J, o que a torna falsa.

16. O calor utilizado pelo sistema poderia ser visto pela primeira lei da termodinâmica como sendo: [tex3]Q=\tau+ \Delta U=7500+29900=37400[/tex3]

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[tex3]Q=\tau+ \Delta U=7500+29900=37400[/tex3]

J. Se observarmos no enunciado, é dito que para cada cada mol de CO₂ formado, são liberados 395kJ no sistema, ou seja, estaria falsa a afirmativa, pois 37,4kJ não corresponde a 10% desse valor.

Muito obrigado, Bira!
Excelente, um abraço.