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5. Numa experiência, aquece-se uma amostra de 12,0 g de oxigênio de 25 °C a 125 °C a pressão atmosférica constante. Determine: a) O número de mols de oxigênio nessa amostra. b) A quantidade de calor transferida para a amostra. c) A fração do calor usada para aumentar a energia interna do oxigênio.

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há 2 anos

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a) Para determinar o número de mols de oxigênio na amostra, é necessário utilizar a fórmula n = m/M, onde m é a massa da amostra e M é a massa molar do oxigênio. Assim, temos: m = 12,0 g M = 32,0 g/mol (massa molar do oxigênio) n = m/M n = 12,0 g / 32,0 g/mol n = 0,375 mol Portanto, a amostra contém 0,375 mol de oxigênio. b) Para determinar a quantidade de calor transferida para a amostra, é necessário utilizar a fórmula Q = m.c.ΔT, onde m é a massa da amostra, c é o calor específico do oxigênio e ΔT é a variação de temperatura. Assim, temos: m = 12,0 g c = 0,918 J/g.°C (calor específico do oxigênio a pressão constante) ΔT = 125 °C - 25 °C = 100 °C Q = m.c.ΔT Q = 12,0 g x 0,918 J/g.°C x 100 °C Q = 11.016 J Portanto, a quantidade de calor transferida para a amostra é de 11.016 J. c) Para determinar a fração do calor usada para aumentar a energia interna do oxigênio, é necessário utilizar a fórmula: ΔU = n.cV.ΔT Onde ΔU é a variação da energia interna, n é o número de mols, cV é o calor específico molar a volume constante e ΔT é a variação de temperatura. Como a pressão é constante, podemos utilizar a relação cP = cV + R, onde cP é o calor específico molar a pressão constante e R é a constante dos gases ideais. Assim, temos: cV = cP - R cV = 0,656 J/mol.°C (calor específico molar a volume constante do oxigênio) R = 8,31 J/mol.°C (constante dos gases ideais) ΔT = 100 °C n = 0,375 mol ΔU = n.cV.ΔT ΔU = 0,375 mol x 0,656 J/mol.°C x 100 °C ΔU = 24,45 J A fração do calor usada para aumentar a energia interna do oxigênio é dada por: ΔU/Q = 24,45 J / 11.016 J ΔU/Q = 0,0022 Portanto, a fração do calor usada para aumentar a energia interna do oxigênio é de 0,22%.

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