Question

Uma amostra de 25,0 mL de benzeno a 19,9 oC foi resfriada até seu ponto de fusão, 5,5 oC e, em seguida, solidificado. Qual foi a energia liberada na forma de calor nesse processo?

Answer 1

O calor liberado durante a mudança de temperatura é chamado de calor sensível, calculado pela fórmula:

$Q=m\times c \times \Delta \theta$

Onde: c = calor específico da substância

m = massa da substância

Δθ = variação de temperatura

Já o calor liberado na mudança de estado é chamado de calor latente (L). Nesse processo, a temperatura se mantém constante.

$Q=m \times L$

Onde m = massa da susbtância e Q = quantidade de calor liberado.

A energia total liberada é igual à soma do calor latente com o calor sensível. Para resolver essas equações, precisamos descobrir a massa de benzeno. Para isso, nos utilizamos a densidade do benzeno, que é igual à 879 g/L.

$d=\frac{m}{v} \rightarrow m=d\times v \rightarrow m=879\times0,025 \rightarrow m=21,975\ g$.

Portanto, 25 mL de benzeno é igual a 21,975 g = 0,021975 Kg.

Então:

$Q_{total}=(m \times c \times \Delta \theta)+(m\times L)$

O calor específico (c) do benzeno é: 1720 J/(Kg.K)

A variação de temperatura Δθ = 5,5 - 19,9 = -14,4 ºC = K

O calor latente é 126000 J/Kg

Substituindo, temos:

$Q_{total}=(0,021975 \times 1720 \times (-14,4))+(0,021975 \times 126000)\\\\Q_{total}=-544,2768+2768,85\\\\Q_{total}=3313,1268 J = 3,3131268 KJ$

Arredondando, a energia liberada na forma de calor nesse processo foi de 3,31 KJ.