Para escolher panela: aquecer 2,0 kg água de 20?80°C. Panela A: Al m=0,50 kg c=0,897 kJ/kg·K. Panela B: aço…

Questão

Para escolher panela: aquecer 2,0 kg água de 20?80°C. Panela A: Al m=0,50 kg c=0,897 kJ/kg·K. Panela B: aço inox m=0,60 kg c=0,500 kJ/kg·K. Combustível: CH4 ?Hcomb=-890 kJ·mol-1. Qual panela exige menos mols de CH4?

1. A) Panela A (alumínio); n˜0,584 mol CH4
2. B) Panela A; n˜0,700 mol CH4
3. C) Ambas iguais; n˜0,590 mol CH4
4. D) Panela B (aço inox); n˜0,584 mol CH4 (menor consumo)
5. E) Panela B; n˜0,400 mol CH4

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

1. Calcule a variação de temperatura: ΔT = 80 - 20 = 60 K. Passo 2: Calcule o calor absorvido pela água, usando o calor específico da água c = 4,18 kJ/kg·K (valor padrão, não informado no enunciado): Q_água = 2,0 × 4,18 × 60 = 501,6 kJ. Passo 3: Calcule o calor absorvido pela panela A (alumínio): Q_A = 0,50 × 0,897 × 60 = 26,91 kJ. O total para a panela A é 501,6 + 26,91 = 528,51 kJ. Passo 4: Calcule o calor absorvido pela panela B (aço inox): Q_B = 0,60 × 0,500 × 60 = 18,0 kJ. O total para a panela B é 501,6 + 18,0 = 519,6 kJ. Passo 5: Calcule os mols de CH4 necessários, dividindo a energia pelo módulo da entalpia de combustão (890 kJ/mol). Para a panela A: n = 528,51 / 890 ≈ 0,594 mol. Para a panela B: n = 519,6 / 890 ≈ 0,584 mol. Passo 6: Conclusão: a panela B (aço inox) exige menos mols de CH4, cerca de 0,584 mol, o que confirma o gabarito D. Por que as outras estão erradas: A troca a panela que consome menos (a B) por A e ainda atribui o valor 0,584, que é o da panela B; B indica a panela A com 0,700 mol, valor que não corresponde ao cálculo; C afirma que as duas panelas são iguais, mas a diferença de massa e de calor específico muda o total de energia; E indica 0,400 mol, valor que não resulta de nenhum cálculo correto com os dados.

💡 Dica: Calcule a energia necessária para aquecer a água e as panelas.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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