Se você tiver o calor da formação, uma substância à temperatura determinada, como calcular sua temperatura diferente?
Você não pode calcular diretamente o calor da formação a uma temperatura diferente apenas de conhecê -la a uma temperatura. Aqui está o porquê e como você pode abordar o problema:
Por que o cálculo direto não é possível: *
Calor de formação é um valor específico a uma temperatura e pressão específicas (geralmente condições padrão:298 K e 1 atm). Representa a mudança de entalpia quando uma toupeira da substância é formada a partir de seus elementos em seus estados padrão.
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entalpia é uma função de estado, o que significa que depende apenas dos estados iniciais e finais, não do caminho seguido. No entanto, a mudança na entalpia (ΔH) depende da mudança de temperatura.
Como calcular o calor da formação a uma temperatura diferente: 1. Lei de Kirchhoff: Esta lei permite calcular a mudança de entalpia (e, portanto, a mudança no calor da formação) em uma faixa de temperatura. Afirma:
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ΔH (T2) =ΔH (T1) + ∫ (T1 a T2) CP DT
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Onde:
* ΔH (T2) é a mudança de entalpia (ou calor da formação) à temperatura T2
* ΔH (T1) é a mudança de entalpia (ou calor da formação) à temperatura T1
* CP é a capacidade de calor molar a pressão constante da substância. Esse valor pode variar com a temperatura; portanto, pode ser necessário usar um valor médio ou uma equação mais detalhada para CP.
2.
Procedimento: *
Obtenha valores de CP: Encontre a capacidade de calor molar da substância a pressão constante (CP) sobre a faixa de temperatura de interesse. Você pode encontrar esses valores em tabelas ou bancos de dados.
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integrar: Integre os valores de PC na faixa de temperatura (T1 a T2). Se a CP for constante, a integração é direta. Se varia com a temperatura, pode ser necessário usar métodos numéricos ou uma equação para CP que incorpore dependência de temperatura.
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Calcule ΔH (T2): Substitua os valores na equação de Kirchhoff para calcular o calor da formação na nova temperatura.
Exemplo: Digamos que você tenha o calor padrão de formação (ΔHF °) de CO2 a 298 K. Você deseja encontrar o calor da formação a 500 K.
1.
obter valores de PC: Procure o valor médio do CP para CO2 entre 298 K e 500 K.
2.
integrar: Calcule a integral da CP na faixa de temperatura (298 K a 500 K).
3.
Aplique a lei de Kirchhoff: Adicione o resultado da integração ao calor padrão de formação de CO2 (ΔHF °).
Considerações importantes: *
Precisão de CP: A precisão do seu calor calculado de formação depende muito da precisão dos dados do CP que você usa.
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Alterações de fase: Se a substância sofrer uma mudança de fase (como fusão ou ebulição) dentro da faixa de temperatura, você precisará explicar a mudança de entalpia associada a essa transição de fase.
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Reações complexas: Para reações com vários reagentes e produtos, você precisa aplicar a lei de Kirchhoff a cada substância envolvida na reação.
Deixe -me saber se você tiver uma substância e temperaturas específicas que gostaria de calcular!