Questão 3

ITA 2023

Química

(ITA - 2023 - 2ª FASE)

Um determinado sistema consiste em dois sólidos, A e B, cada qual com uma quantidade igual a 1 mol. Considere que os sólidos estão fisicamente separados, mas em contato térmico por meio de uma parede condutora de calor, a qual garante que estejam em equilíbrio térmico em todos os instantes. A temperatura inicial desse sistema é igual a −10 °C. O sistema é aquecido até atingir a temperatura de 20 °C. A temperatura de fusão de A é igual a 0 °C e a de B é igual a 10 °C. Considere ainda os dados a seguir.

I. Variação de entalpia de fusão, de A, $Delta H_{fusao}(A) = 1 kJ mol^{-1}$ , e de B, $Delta H_{fusao}(B) = 2 kJ mol^{-1}$ ;

II. Capacidade calorífica molar sob pressão constante, de A sólido, $C_{p,solido}(A) = 30 J mol^{-1}K^{-1}$ , e de B sólido, $C_{p,solido}(B) = 20 J mol^{-1}K^{-1}$ ;

III. Capacidade calorífica molar sob pressão constante, de A líquido, $C_{p,liquido}(A) = 50 J mol^{-1}K^{-1}$ , e de B líquido, $C_{p,liquido}(B) = 100 J mol^{-1}K^{-1}$ .

Desenhe um gráfico da temperatura do sistema, em °C, em função da quantidade de calor fornecida, em kJ, indicando o fenômeno físico e o valor numérico da quantidade de calor fornecida em cada etapa do processo de aquecimento, até a temperatura final ser atingida.

Gabarito:

Resolução:

Passo a passo do aquecimento:

1) $A_{(s)}$ e $B_{(s)}$ aquecem de -10ºC até 0°C.