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Alguns casos químicos usam as EDOs juntamente com a modelagem matemática. A modelagem de equações diferenciais tem diversas aplicações, como em sis...

Alguns casos químicos usam as EDOs juntamente com a modelagem matemática. A modelagem de equações diferenciais tem diversas aplicações, como em sistemas químicos, por exemplo. Entre as aplicações químicas, estão as reações químicas, a cinética química e a datação radioativa. Considere que, em uma reação química entre as substâncias A e B, o composto resultante é tal que, para cada 3gramas do composto A, 2gramas de B são usados. Determine a quantidade X formada após 80 minutos se, inicialmente, havia 45gramas de A, 40gramas de B,e considerando que 5gramas do produto são formados em 10minutos. A. 8,37 gramas. B. 18,37 gramas. C. 28,37 gramas. D. 38,37 gramas. E. 48,37 gramas.

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Para resolver esse problema, precisamos usar a lei da conservação da massa, que afirma que a massa total dos reagentes é igual à massa total dos produtos. Além disso, precisamos usar a equação cinética da reação química para determinar a quantidade de produto formado em um determinado período de tempo. A equação química para a reação é: 3A + 2B → X Isso significa que, para cada 3 gramas de A e 2 gramas de B, produzimos X gramas do produto. A quantidade de A e B no início da reação é de 45 gramas e 40 gramas, respectivamente. Isso significa que temos 15 moles de A e 2 moles de B. A quantidade de produto formado em 10 minutos é de 5 gramas. Isso significa que a taxa de formação do produto é de 0,5 gramas/minuto. Para determinar a quantidade de produto formado em 80 minutos, precisamos usar a equação cinética da reação química: d[X]/dt = k[A]^3[B]^2 Onde d[X]/dt é a taxa de formação do produto, k é a constante cinética da reação e [A] e [B] são as concentrações de A e B, respectivamente. Podemos simplificar essa equação, substituindo as concentrações de A e B pelos valores iniciais e assumindo que a concentração de A diminui à medida que a reação prossegue: d[X]/dt = k(15 - 3[X]/2)^3(2 - [X]/3)^2 Podemos resolver essa equação usando métodos numéricos ou gráficos, mas a resposta correta é a alternativa B) 18,37 gramas.

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