Física e Química A (11.º Ano): Cálculo de Variação de Temperatura (Combustão do Metano)

O metano, principal constituinte do gás natural, é um combustível muito utilizado.
A combustão completa do metano, CH₄, pode ser representada por:
CH₄(g) + 2 O₂(g) → CO₂(g) + 2 H₂O(g) ΔH = -802 kJ mol⁻¹
Considere que foi utilizado metano para aquecer amostras de água.
Admita que, no processo de aquecimento de uma amostra de água, de massa 0,500 kg, o rendimento da transferência de energia para a água foi de 65,0%.
Calcule a variação de temperatura sofrida pela amostra de água, por cada 1,00 g de metano, CH₄ (M = 16,05 g mol⁻¹), que sofreu combustão.
Apresente todas as etapas de resolução.
c água (capacidade térmica mássica da água) = 4,186 × 10³ J kg⁻¹ °C⁻¹

A resolução deve apresentar, no mínimo, as seguintes etapas: • Calcula a energia transferida para a amostra de água, por cada mole de metano que sofre combustão (E = 521,3 kJ). • Calcula a energia transferida para a amostra de água, por cada 1,00 g de metano que sofre combustão (E = 32,48 kJ). • Calcula a variação de temperatura sofrida pela amostra de água, por cada 1,00 g de metano que sofre combustão (Δθ = 15,5 °C). ou • Calcula a energia libertada, por cada 1,00 g de metano que sofre combustão (E = 49,97 kJ). • Calcula a energia transferida para a amostra de água, por cada 1,00 g de metano que sofre combustão (E = 32,48 kJ). • Calcula a variação de temperatura sofrida pela amostra de água, por cada 1,00 g de metano que sofre combustão (Δθ = 15,5 °C). A classificação da resposta a este item é feita em função do enquadramento da mesma num dos níveis de desempenho, de acordo com a tabela seguinte.

Descritores do nível de desempenho relacionado com o tipo de erros cometidos
Descritores do nível de desempenho relacionado com a consecução das etapas	4	3	2	1
Níveis	3	A resolução apresenta as três etapas consideradas.	20	19	17	14
2	A resolução apresenta apenas duas das etapas consideradas.	13	12	10	7
1	A resolução apresenta apenas uma das etapas consideradas.	6	5	3	0

* Descritores apresentados no primeiro quadro da página C/4 dos critérios gerais de classificação.