Exercício 5 - Energia térmica: calor, radiação e mudanças d… · Exame Nacional Física e Química A 1.ª fase 2022

5. Nas imediações de um lago, um vulcão entra em erupção, com libertação de grandes quantidades de dióxido de enxofre, $\text{SO}_2$. Este gás reage com o dioxigénio atmosférico, $\text{O}_2$, transformando-se em trióxido de enxofre, $\text{SO}_3$.

Em sistema fechado, esta reação pode ser traduzida por

$$2\text{ SO}_2\text{(g)} + \text{O}_2\text{(g)} \rightleftharpoons 2\text{ SO}_3\text{(g)}$$

O gráfico da Figura 4 representa o rendimento da reação de formação do $\text{SO}_3$, a diferentes temperaturas, $\theta$, em equilíbrio, à pressão de 1 atmosfera, em sistema fechado.

5.2. A erupção de um vulcão pode libertar energia suficiente para vaporizar a água de um lago.

Calcule a energia, em unidades SI, necessária para vaporizar $59\,400\text{ m}^3$ de água no estado líquido, à pressão atmosférica normal.

Admita que, nas condições indicadas:

a massa volúmica da água é $1{,}00\text{ g cm}^{-3}$;

a temperatura inicial da água é $18{,}0\text{ }^\circ\text{C}$;

a entalpia de vaporização da água é $2{,}26 \times 10^3\text{ kJ kg}^{-1}$.

Apresente todos os cálculos efetuados.