Question

Em um cilindro de armazenamento de metano existe, em seu interior, um pouco de vapor residual (aproximadamente, 5 mols de CH4 ). Sabe-se que o cilindro possui 200 L de volume e pode ser considerado indeformável. Em um dia de verão, esse cilindro de armazenamento é removido da sombra (25 oC) e deixado no sol por um longo período sob a temperatura escaldante, recebendo 4330 J de energia na forma de calor. ​Admitindo comportamento de gás ideal, determine a variação da energia interna específica do metano e, também, a pressão do gás quando o cilindro estava na sombra e a temperatura que ele adquiriu ao ser exposto ao sol. Se necessário utilize R = 8,314 J/mol.K.

Answer 1

A variação da energia interna (ΔU) do metano é exatamente igual à 4330 J (a energia que ele recebeu na forma de calor).

A variação da energia interna de um gás ideal é dada pela equação

ΔU = (3/2).n.R.ΔT, assim, podemos calcular a variação da temperatura e então, a temperatura final.

Resolvendo:

ΔT = ΔU/(3/2).n.R

ΔT = 69,44 ºC = 342,5 K

Assim, Tf = 342,5 - 298 = 44,5 K.

A pressão do gás é calculada usando a equação PV = nRT.

P = nRT/V ⇒ P = 5.8,313.298/0,2 ⇒ P = 61939,3 Pa (Para a temperatura inciial na sombra).