Ano 2022#gases ideais#combustao#pressao parcial#quimica geral

Sobre o tema

A combustão de misturas gasosas envolvendo oxigênio e acetileno é um tema central em termodinâmica química, combinando estequiometria de reações, leis dos gases ideais e conceitos de pressão parcial. Esta questão do IME explora a aplicação da lei de Dalton e da equação de estado dos gases ideais para prever as condições finais após uma reação completa em um vaso fechado. Compreender como a conservação da massa e o volume constante afetam a densidade, bem como calcular as pressões parciais dos produtos, é essencial para resolver problemas de engenharia química e física. A análise envolve determinar os números de mols iniciais e finais, usar a relação P1/T1n1 = P2/T2n2 para volume constante e verificar a estequiometria da reação 2 C2H2 + 5 O2 → 4 CO2 + 2 H2O.

Tópicos relacionados

  • Lei de Dalton das pressões parciais
  • Estequiometria de combustão
  • Equação de estado dos gases ideais
  • Conservação da massa em reações
  • Relação pressão-temperatura a volume constante

Enunciado

Uma mistura gasosa ideal de 4,0 kg de oxigenio e 1,3 kg de acetileno esta contida em um vaso fechado de volume invariante, a 200°C e 300 kPa. Essa mistura entra em combustao e reage completamente, produzindo CO2 e H2O. Depois, deixa-se o meio resfriar por um certo tempo, de forma que os produtos continuam gasosos, e a pressao final medida e de 600 kPa. E correto afirmar que:

Alternativas

  • A)

    a massa especifica do meio reacional aumenta e a pressao parcial final do CO2 e de 400 kPa.

  • B)

    a massa especifica do meio reacional diminui e sua temperatura final e de 946 K.

  • C)

    a massa especifica do meio reacional permanece constante e a pressao parcial final do vapor de agua e de 200 kPa.

  • D)

    a massa especifica do meio reacional aumenta e sua temperatura final e de 946 K.

  • E)

    a massa especifica do meio reacional permanece constante e sua temperatura final e igual a temperatura inicial.

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Perguntas frequentes

Como calcular a pressão parcial de um gás em uma mistura?

A pressão parcial de um gás é igual à fração molar desse gás multiplicada pela pressão total da mistura, de acordo com a Lei de Dalton.

O que ocorre com a densidade de uma mistura gasosa em um vaso fechado durante uma reação química?

Se o volume é constante e a massa total se conserva (sistema fechado), a densidade permanece inalterada, independentemente das transformações químicas.

Qual a relação entre pressão, temperatura e número de mols em um gás ideal a volume constante?

Para um volume fixo, a pressão é diretamente proporcional ao produto do número de mols pela temperatura (P ∝ nT). Assim, P1/(n1T1) = P2/(n2T2).

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