Em uma ação de divulgação científica sobre o transporte de gelo seco para conservar vacinas, uma equipe…

Questão

Em uma ação de divulgação científica sobre o transporte de gelo seco para conservar vacinas, uma equipe analisou o aquecimento de uma amostra de dióxido de carbono sólido. A amostra, inicialmente a -78,5 °C, sublima completamente nessa temperatura e, depois, o gás formado é aquecido até 20,0 °C. Para estimar a energia absorvida pela amostra, foram disponibilizados os seguintes dados: entalpia molar de sublimação do CO2, ?Hsub = 26,0 kJ·mol?¹; capacidade calorífica molar do CO2 gasoso, Cp = 37,1 J·mol?¹·K?¹; massa molar do CO2, M = 44,01 g·mol?¹; massa da amostra = 5,00 g. Com base nas informações do texto, qual é, aproximadamente, a energia total absorvida pela amostra durante a sublimação e o aquecimento do CO2 gasoso?

1. A) A energia total absorvida é aproximadamente 3,04 kJ, usando 20,0 K como variação de temperatura.
2. B) A energia total absorvida é aproximadamente 2,95 kJ, considerando apenas a sublimação do CO₂.
3. C) A energia total absorvida é aproximadamente 3,37 kJ, obtida pela soma da energia de sublimação com a energia de aquecimento do gás.
4. D) A energia total absorvida é aproximadamente 0,415 kJ, considerando apenas o aquecimento do CO₂ gasoso.
5. E) A energia total absorvida é aproximadamente 21,2 kJ, aplicando a capacidade calorífica diretamente à massa da amostra.

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

1. Calcular a quantidade de matéria: n = 5,00 g / 44,01 g·mol^-1 = 0,1136 mol. Passo 2: Energia de sublimação: Q1 = n × 26,0 kJ·mol^-1 = 2,95 kJ. Passo 3: Variação de temperatura em kelvin: ΔT = 20,0 - (-78,5) = 98,5 K, ou seja, a diferença entre a temperatura final e a inicial. Passo 4: Energia de aquecimento do gás: Q2 = n × Cp × ΔT = 0,1136 × 37,1 J·mol^-1·K^-1 × 98,5 K ≈ 415 J = 0,415 kJ. Passo 5: Energia total: Q = 2,95 kJ + 0,415 kJ ≈ 3,37 kJ. Portanto a alternativa C está correta e coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: A usa ΔT de 20,0 K em vez de 98,5 K; B considera apenas a sublimação e ignora o aquecimento do gás; D considera apenas o aquecimento e ignora a energia de sublimação; E multiplica Cp pela massa em gramas (5,00 g) em vez da quantidade de matéria em mol, o que dá um valor muito maior que o correto.

💡 Dica: Calcule a energia de sublimação e a variação de temperatura separadamente.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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