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Química

ITA 2018 — Questão 26

Uma dada reação (I), cujo calor liberado é desconhecido, é conduzida em um reator que utiliza um gás mantido a volume constante (V) como banho térmico. Outras duas reações (II e III) conduzidas em condições similares apresentam calor liberado a volume constante (QVQ_V) conforme apresentado na tabela abaixo:

ReaçãoEquaçãoQVQ_V (kJ mol−1\mathrm{kJ\ mol^{-1}})
IA+12B→D\mathrm{A} + \tfrac{1}{2}\mathrm{B} \rightarrow \mathrm{D}?
IIA+B→C\mathrm{A} + \mathrm{B} \rightarrow \mathrm{C}400
IIID+12B→C\mathrm{D} + \tfrac{1}{2}\mathrm{B} \rightarrow \mathrm{C}300

Considere as seguintes informações sobre o gás do banho térmico, que tem comportamento não ideal e obedece à equação:

(P+n2aV2)(V−nb)=nRT,\left(P + \frac{n^2 a}{V^2}\right)(V - nb) = nRT,

em que: a=62,5 L2 atm mol−1a = 62{,}5\ \mathrm{L^2\ atm\ mol^{-1}}; b=0,4 L mol−1b = 0{,}4\ \mathrm{L\ mol^{-1}}; n=0,4 moln = 0{,}4\ \mathrm{mol}; V=10 LV = 10\ \mathrm{L}; capacidade calorífica molar a volume constante (CV,m)=83,33 J K−1 mol−1(C_{V,m}) = 83{,}33\ \mathrm{J\ K^{-1}\ mol^{-1}}; temperatura inicial (Ti)=300 K(T_i) = 300\ \mathrm{K}.

a) Sabendo que 0,1 mol de A são utilizados na reação I, calcule o QVQ_V liberado nessa reação.

b) Determine a temperatura final do banho térmico.

c) Determine a pressão inicial e a pressão final do banho térmico.

✍️ Questão dissertativa

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