No estudo de Termoquímica, o professor propôs uma experiência para determinação do calor de combustão do álcool etílico (etanol).
O procedimento experimental e as anotações de um grupo de alunos estão apresentados a seguir:
I. preparar a lamparina colocando uma quantidade suficiente de álcool etílico para que a combustão possa ser realizada.
II. determinar a massa do sistema “álcool-lamparina” (mi) e anotar no caderno. Valor anotado mi= 180,0 g;
III. determinar a massa do erlenmeyer (me) vazio e anotar no caderno. Valor anotado me = 200,0 g;
IV. medir 100 mL de água, que correspondem a 100 g, em uma proveta e transferir para o erlenmeyer. Envolver as paredes do erlenmeyer com jornal e prender com fita crepe. Colocar em um suporte;
V. medir a temperatura da água (Ti) e anotar o valor. Valor anotado Ti = 25ºC;
VI. acender a lamparina e aquecer a água do erlenmeyer, durante 5 minutos. Após esse tempo, apagar a lamparina e medir a temperatura da água (Tf) e anotar o valor. Valor anotado Tf = 40ºC;
VII. Medir, após algum tempo, a massa do sistema “álcool-lamparina”(mf) após a combustão. Valor anotado mf = 160,0 g.
Utilizando os dados anotados e a constante 1,0 cal.g–1.ºC–1 como calor específico da água e a constante 0,2 cal.g–1.ºC–1 como calor específico do vidro, os alunos devem chegar a um valor para o calor de combustão do álcool, em cal.g–1, de
- A) 185.
- B) 160.
- C) 138.
- D) 105.
- E) 96.
Resposta:
A alternativa correta é letra D) 105.
Vamos encontrar a quantidade de calor necessária para aquecer o vidro do erlenmeyer e depois a quantidade de calor necessária para aquecer a água:
Temos: (Tf-Ti) = 15°C
Quantidade de calor necessária para aquecer o vidro:
Q = mc(Tf-Ti)
Q = 200 times 0,2 times 15
Q = 600 cal
Quantidade de calor necessária para aquecer a água:
Q = mc(Tf-Ti)
Q = 100 times 1 times 15
Q = 1500 cal
Quantidade de calor necessária para aquecer a água e o erlenmeyer:
Q = Qv + Qa
Q = 600 + 1500 = 2100
Temos que a massa de álcool gasto na combustão é: 180g - 160g = 20g
Assim o calor de combustão do álcool em cal/g deverá ser:
Calor combustão = {Qover massa álcool}
Calor de combustão = {2100 over 20}
Calor de combustão = 105 cal/g
Gabarito: Letra D.
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