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A construção de células solares a partir de telureto de cádmio (CdTe) apresenta vantagens sobre as células convencionais de silício à medida que placas mais finas e leves, com a mesma densidade energética podem ser construídas. A purificação do telúrio para ser usado nesse procedimento ocorre em duas etapas, sendo a primeira delas representada pela equação: 5 Te(impuro) + 6 HClO3 + 12 H2O → 5 H6TeO6 + 3 Cl2 Eoxidação = −1,14 V. A variação de energia (∆G) no processo pode ser calculada a partir de: ∆G = −n · F · Eredução. Dados: constante de Faraday (F) = 96,485 kJ · V−1 · mol−1; n = número de elétrons transferidos.
A quantidade de energia envolvida nessa etapa do processo é:
A −660 kJ · mol−1
B −550 kJ · mol−1
C −132 kJ · mol−1
D +110 kJ · mol−1
E +1 100 kJ · mol−1
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Aprendendo com Desafios

há 3 semanas

Respostas

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há 3 semanas

Vamos analisar passo a passo: A equação para calcular a variação de energia é: \[ \Delta G = -n \cdot F \cdot E_{\text{redução}} \] Dados: - \( F = 96.485 \, \text{kJ} \cdot \text{V}^{-1} \cdot \text{mol}^{-1} \) - \( E_{\text{oxidação}} = -1,14 \, \text{V} \) - \( n = \) número de elétrons transferidos (precisamos determinar) Passo 1: Determinar \( n \) A reação é: \[ 5 \, \text{Te (impuro)} + 6 \, \text{HClO}_3 + 12 \, \text{H}_2\text{O} \rightarrow 5 \, \text{H}_6\text{TeO}_6 + 3 \, \text{Cl}_2 \] Cada átomo de telúrio é oxidado, e o número total de elétrons transferidos é proporcional ao número de átomos de telúrio. Geralmente, para o telúrio, a oxidação de Te a H6TeO6 envolve a transferência de 6 elétrons por átomo de Te. Como são 5 átomos de Te, o total de elétrons transferidos é: \[ n = 5 \times 6 = 30 \] Passo 2: Calcular \(\Delta G\) Como foi dado \( E_{\text{oxidação}} = -1,14 \, V \), a energia de redução será o oposto: \[ E_{\text{redução}} = +1,14 \, V \] Aplicando na fórmula: \[ \Delta G = -n \cdot F \cdot E_{\text{redução}} = -30 \times 96,485 \times 1,14 \] Calculando: \[ \Delta G = -30 \times 96,485 \times 1,14 = -30 \times 109,991 = -3299,73 \, \text{kJ/mol} \] Esse valor não está entre as alternativas, então vamos revisar o valor de \( n \). Revisão do valor de \( n \): A reação mostra 3 moléculas de Cl2 formadas, que correspondem a 6 elétrons transferidos (cada Cl2 envolve 2 elétrons). Portanto, o número total de elétrons transferidos na reação é 6. Assim, \( n = 6 \). Passo 3: Recalcular \(\Delta G\) com \( n=6 \): \[ \Delta G = -6 \times 96,485 \times 1,14 = -6 \times 109,991 = -659,95 \, \text{kJ/mol} \] Arredondando: \(-660 \, \text{kJ/mol}\) Resposta correta: A) \(-660 \, \text{kJ/mol}\)

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O entendimento popular de que “o calor sobe” é frequentemente motivado por observações do cotidiano, como a percepção de que o andar superior de uma residência tende a ser mais quente que o inferior, dependendo da arquitetura, ou de que áreas próximas a um telhado sem forro apresentam temperaturas mais elevadas em comparação com aquelas próximas ao chão. Embora tal interpretação possa refletir certos fenômenos físicos específicos, ela não constitui uma lei geral de propagação de calor. O calor pode propagar-se em meios sólidos, líquidos, gasosos e até mesmo no vácuo e apresenta características particulares, estando associado a diferentes condições físicas e materiais, não sendo aplicável de forma indiscriminada afirmar uma direção preferencial, como “para cima”, na transferência de energia térmica.
Um dos mecanismos para o fenômeno discutido ocorre por
A condução, mecanismo predominante em sólidos, no qual o calor flui espontaneamente da região mais fria para a mais quente do objeto.
B irradiação, mecanismo pelo qual o calor se propaga para todas as direções e em qualquer meio material, sólido ou fluido, com grande eficiência.
C convecção, processo comum em sólidos e associado às variações de densidade do objeto com a sua temperatura, consequência da dilatação térmica.
D condução, único mecanismo pelo qual o calor pode se propagar pelo vácuo, permitindo que o Sol seja capaz de transferir energia para o planeta Terra.
E convecção, na qual o calor pode fluir para baixo, como ocorre logo que jogamos lentamente um pouco de água a 1 oC em um recipiente com água líquida a 0 oC.

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