ITA 2025 (2ª fase) — Questão 4

Durante o inverno, pesquisadores de um laboratório de pesquisa espacial pretendem elevar a temperatura de uma câmara experimental de 17 °C para 27 °C. Essa câmara possui uma área de 41 m² e uma altura de 3 m. Para realizar esse aumento de temperatura, será utilizado gás natural, composto por 80% de metano e 20% de etano.

São fornecidos os seguintes dados:

• Calor específico molar do ar: $29{,}1\ \mathrm{J \cdot mol^{-1} \cdot K^{-1}}$
• Massa molar média do ar seco: $28{,}96\ \mathrm{g \cdot mol^{-1}}$
• Densidade do ar (faixa de temperatura de 17 °C a 27 °C): $1{,}22\ \mathrm{g \cdot L^{-1}}$
• Calor de combustão do metano: $-889{,}5\ \mathrm{kJ \cdot mol^{-1}}$
• Calor de combustão do etano: $-1527{,}2\ \mathrm{kJ \cdot mol^{-1}}$

Com base nas informações fornecidas, calcule os seguintes valores numéricos:

a) massa molar média do gás natural;

b) quantidade de calor necessário para aumentar a temperatura do ar na sala de 17 °C para 27 °C;

c) massa de gás natural consumida para aquecer a sala.