C4H10(g) 1 butano
13 O (g) 2 2 oxigênio
4 CO2(g) 1 5 H2O(g) 1 calor dióxido de carbono
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Acabamos de fazer referência à lei de conservação da energia. O que estabelece essa lei? Você sabe que, em um sistema fechado em que ocorre uma reação, a massa e o número de átomos se conservam (o que é coerente com a lei de Lavoisier); analogamente, de acordo com a lei da conservação da energia, a energia não pode ser criada nem destruída; no entanto, uma forma de energia pode ser transformada em outra. As reações químicas envolvidas na combustão da madeira também são exotérmicas: esse é um exemplo de transformação de energia química em energia térmica. Vamos examinar outros exemplos. O gás de botijão – que, por estar sob pressão, encontra-se liquefeito – tem sido usado como fonte de energia em sistemas de aquecimento, por meio da combustão das substâncias que o constituem (propano e butano). Uma das transformações que ocorrem quando se queima essa mistura pode ser equacionada por:
No interior do forno, a madeira queima. As reações exotérmicas envolvidas na combustão da madeira fornecem energia para que a pizza asse.
água
C6H12O6(s) 1 glicose
6 O2(g)
6 CO2(g) 1 6 H2O(ℓ) 1 calor
oxigênio
dióxido de carbono
água
Nessa reação, a glicose funciona como combustível que, reagindo com o oxigênio (obtido da respiração), origina dióxido de carbono, água e energia térmica. Mesmo em sistemas que envolvem apenas mudanças de estado físico, podemos entender essas transformações como situações nas quais a energia térmica é absorvida ou liberada para o ambiente. Lembre-se de que, nos exemplos que estamos estudando, a palavra sistema designa o conjunto das substâncias envolvidas em uma reação química ou em uma mudança de estado. Para exemplificar, pense no processo que ocorre em uma panela com água fervente. Quando o vapor que sai da água em ebulição entra em contato com a superfície inicialmente mais fria da tampa da panela, cede calor à tampa e, dessa forma, condensa-se. Dizemos que a condensação é um processo exotérmico, pois o vapor de água cede calor para o ambiente – o que explica que a tampa, bem próxima do vapor, se aqueça. No caso, podemos considerar que temos um sistema fechado, isto é, que troca calor, mas praticamente não troca matéria com o ambiente externo.
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Em nosso organismo ocorrem reações que liberam energia e que têm papel importante em nossa vida. A glicose (C6H12O6), por exemplo, sofre uma reação que pode ser equacionada, de modo simplificado, como segue:
A condensação é um processo exotérmico. Isso pode ser observado mais facilmente quando, como na foto ao lado, uma pessoa levanta a tampa de uma panela com água em ebulição (sistema aberto): podemos ver que se formam gotículas de água líquida na tampa. 100
Unidade 2 Reação química e calor
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MATRIZ NOVA
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