Entalpia de combustão – calorimetria com lamparina, energia dos alimentos, bomba calorimétrica e comparação de combustíveis
QuímicaTermoquímica e termodinâmicaIdades 15–16
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Entre para usarPrática virtual: queime metanol, etanol, propan-1-ol, butan-1-ol e pentan-1-ol numa lamparina sob uma lata de cobre com água, pese a lamparina antes e depois, leia a temperatura máxima e calcule q = mcΔT, n = Δm/M e ΔcH = −q/n. Compare com os valores tabelados (−726 a −3329 kJ/mol) para quantificar a perda de calor e a tendência de cerca de −654 kJ/mol por grupo CH₂. Outras telas queimam uma amostra de alimento sob um tubo de ensaio, calibram eletricamente uma bomba calorimétrica (CF = VIt/ΔT) e comparam a energia específica, a densidade energética e o CO₂ emitido por diesel, biodiesel, gasolina, bioetanol, gás natural, biogás e hidrogênio.
Aula: Entalpia de combustão dos álcoois – prática de calorimetria e energia dos combustíveis
O que mostra
Esta prática virtual mede a entalpia de combustão dos cinco primeiros álcoois de cadeia linear. Os alunos pesam uma lamparina, aquecem uma lata de cobre com água em cerca de 20 °C, anotam a temperatura máxima e calculam ΔcH com q = mcΔT e n = Δm/M. Os resultados costumam chegar a apenas 40–70 % dos valores tabelados, o que abre a discussão sobre perda de calor, combustão incompleta e possíveis melhorias. Uma tabela de resultados, repetições e um gráfico de ΔcH em função do tamanho da cadeia mostram a variação constante por grupo CH₂. Outras telas: energia dos alimentos, bomba calorimétrica e comparação de combustíveis.
Como usar
Escolha um Combustível, a massa de Água e a Distância da chama, e marque o anteparo contra vento ou a tampa se quiser. Clique em Acender e depois em Apagar quando a temperatura tiver subido cerca de 20 °C; espere o máximo e clique em Registrar. Repita e troque de combustível para completar a tabela e o gráfico. Use Velocidade para acelerar e Série de dados para reproduzir os mesmos resultados. As outras telas permitem queimar alimentos, calibrar a bomba ou comparar combustíveis.
Parâmetros que você pode mudar
- Tela Lamparina: álcoois, Queimar um alimento, Bomba calorimétrica, Comparar combustíveis
- Combustível (álcool) metanol, etanol, propan-1-ol, butan-1-ol, pentan-1-ol
- Massa de água na lata de cobre 50–250 g
- Distância da chama à base da lata 1–8 cm
- Usar anteparo contra vento
- Tampar a lata
- Incluir o calor absorvido pela lata de cobre
- Os alunos calculam (ocultar resultados)
- Série de dados (reproduz as mesmas medidas) 1–999
- Amostra de alimento amendoim, meia castanha de caju, pedaço de batata chips, marshmallow
- Grandeza comparada Energia específica (MJ/kg), Densidade energética (MJ/L), CO₂ emitido por MJ
Perguntas para explorar
- Por que a entalpia de combustão medida com uma lamparina é bem menor que o valor tabelado?
- Quanto ΔcH muda a cada grupo CH₂ a mais, e por que essa mudança é quase constante?
- Por que uma bomba calorimétrica dá resultados muito mais próximos dos tabelados que uma lata de cobre?
