[IME 2001] Uma mistura de metano e ar atmosfér...

08 IME 2001 - Química

Uma mistura de metano e ar atmosférico, a $298 K$ e $1 a t m$ , entra em combustão num reservatório adiabático, consumindo completamente o metano. O processo ocorre a pressão constante e os produtos formados ( $CO X_{2}$ , $H X_{2} O$ , $N X_{2}$ e $O X_{2}$ ) permanecem em fase gasosa. Calcule a temperatura final do sistema e a concentração molar final de vapor d’água. Sabendo-se que a pressão inicial di $CH X_{4}$ é de $1/16 a t m$ e a do ar é de $15/16 a t m$ . Considere o ar atmosférico constituído somente por $N X_{2}$ e $O X_{2}$ e o trabalho de expansão desprezível.

Variação de entalpia ( $H_{T}^{\circ} - H_{298 K}^{\circ}$ ) em $c a l / m o l$ :

$T (K)$	$CO X_{2} X_{(g)}$	$H X_{2} O X_{(g)}$	$N X_{2} X_{(g)}$	$O X_{2} X_{(g)}$
$1.700$	$17.580$	$13.740$	$10.860$	$11.470$
$2.000$	$21.900$	$17.260$	$13.420$	$14.150$

Constante universal dos gases: $R = 0{,}082 \ atm \cdot L \cdot mol^{-1} \cdot K^{-1}$.
Entalpia de formação a $298 \ K$: $\ce{CO2_{(g)}} = -94.050 \ cal / mol \\ \ce{H2O_{(g)}} = -57.800 \ cal / mol \\ \ce{CH4_{(g)}} = -17.900 \ cal / mol$