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Questão 82151

IME

(IME - 2023/2024)

Uma amostra de 0,156 g de benzeno gasoso sofreu combustão em um calorímetro de pressão constante com capacidade calorífica de $586 J cdot K^{-1}$ .

Sabe-se que:

i) a temperatura do calorímetro aumentou em 6,0 K;

ii) todos os produtos formados são gasosos;

iii) o conjunto calorímetro-meio reacional é um sistema isolado;

iv) todo o benzeno foi consumido.

Calcule a massa, em gramas, de dióxido de carbono formado.

Gabarito:

Resolução:

Conhecendo a massa do benzeno, é possível determinar o número de mols que sofreu a combustão dentro do calorímetro. Utilizando a massa molar do benzeno 78gmol^-1, segue que,

$n=frac{m}{MM}Rightarrow n=frac{0,156g}{78gmol^{-1}}= 2cdot 10^{-3}mol$

A reação de combustão pode ser escrita por

$C_6H_6 + (frac{2x+y+3}{2})O_2 ightarrow xCO_2 + yCO + 3H_2O$ , x+y=6

Como q_total = 0, segue que, CΔT + ΔH = 0, logo ΔH=-586 . 6 = -3512J ou -3,512kJ

Dessa forma,

$Delta H = frac{-3,512kJ}{2cdot10^{-3}mol}=-1758kJmol^{-1}$

Então, pelos dados fornecidos,

$Delta H_{reacao}= xcdot Delta H^f_{CO_2}+ycdot Delta H^f_{CO} + 3cdotDelta H^f_{H_2O}-Delta H^f_{C_6H_6}$

Com os valores fornecidos podemos calcular os valores de x e y.

$-1758=-394cdot x- (6-x)cdot 111+3cdot (-242)-(+83)$

Resolvendo, encontramos x=1, logo, y=5.

A reação balanceada é

$C_6H_6 + 5O_2 ightarrow CO_2 + 5CO + 3H_2O$

Com isso, é possivel concluir que serão formados 2.10^-3 mol de CO₂, o equivalente à 0,088g.

Questão 992

IME

(IME 2007)

O gráfico acima apresenta a velocidade de um objeto em função do tempo. A aceleração média do objeto no intervalo de tempo de 0 a 4t é:

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Questão 993

IME

(IME 2007) Um cubo de material homogêneo, de lado L = 0,4 m e massa M = 40 kg, está preso à extremidade superior de uma mola, cuja outra extremidade está fixada no fundo de um recipiente vazio. O peso do cubo provoca na mola uma deformação de 20 cm. Coloca-se água no recipiente até que o cubo fique com a metade de seu volume submerso. Se a massa específica da água é , a deformação da mola passa a ser:

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Questão 994

IME

(IME 2007) Uma nave em órbita circular em torno da Terra usa seus motores para assumir uma nova órbita circular a uma distância menor da superfície do planeta. Considerando desprezível a variação da massa do foguete, na nova órbita:

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Questão 995

IME

(IME 2007) Um gás ideal sofre uma expansão isotérmica, seguida de uma compressão adiabática. A variação total da energia interna do gás poderá ser nula se, dentre as opções abaixo, a transformação seguinte for uma:

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