Exercício 6 - Reações químicas: estequiometria, rendimento… · Exame Nacional Física e Química A Época especial 2026

Algumas embarcações estavam equipadas com canhões. Estes usavam pólvora como carga explosiva propulsora dos projéteis.

A pólvora é uma mistura constituída por nitrato de potássio, $\text{KNO}_3\text{(s)}$, enxofre, $\text{S(s)}$, e carbono, $\text{C(s)}$, cuja reação de combustão, na forma simplificada, pode ser traduzida por

$$2\text{ KNO}_3\text{(s)} + \text{S(s)} + 3\text{ C(s)} \longrightarrow \text{K}_2\text{S(s)} + \text{N}_2\text{(g)} + 3\text{ CO}_2\text{(g)}$$ Nesta reação, a variação de entalpia associada à combustão de $1\text{ mol}$ de $\text{S(s)}$ é $-597{,}73\text{ kJ}$.

6.1.

Por cada mole de $\text{KNO}_3$ que reage, considerando a reação completa, formam-se

6.2.

Considere que um canhão dispara um projétil de $5{,}4\text{ kg}$. Para tal, o canhão é carregado com $1{,}8\text{ kg}$ de pólvora contendo $8{,}0\%$, em massa, de enxofre, estando todos os reagentes em proporções estequiométricas.

Admita que $7{,}0\%$ da energia libertada na combustão da pólvora é transformada em energia cinética do projétil.

Considere que o projétil pode ser representado pelo seu centro de massa (modelo da partícula material) e que a resistência do ar é desprezável.

Determine o tempo que o projétil, caso fosse disparado na vertical, demoraria a regressar à posição de partida.

Apresente todos os cálculos efetuados.