A
e latm, o volume molar da água líquida e do vapor de água são
e
, respectivamente. Considerando que 0 calor de vaporização da água é
, calcule os valores de
e
para 1 mol no seguinte processo:
Passo 1
Beleza, vamos resumir o que a questão está pedindo e identificar o conteúdo que vamos precisar para resolver. A gente tem uma reação de vaporização da água:
Queremos calcular as variações de entalpia (
) e de energia interna (
) para 1 mol desse processo. Para isso, vamos usar conceitos de termodinâmica, especificamente as relações entre
,
, e o trabalho de expansão do gás.
Passo 2
Primeiro, vamos entender que a variação de entalpia (
) para a vaporização é fornecida:
Isso significa que para cada mol de água que vaporiza, absorvemos 40,79 kJ de energia.
Passo 3
Agora, para encontrar a variação de energia interna (
), usamos a relação termodinâmica:
Como a pressão (
) é constante durante o processo, podemos simplificar para:
Então, precisamos calcular
, onde
é a variação de volume do processo.
Passo 4
Vamos calcular
para 1 mol de água:
O volume da água líquida é muito pequeno comparado ao da fase gasosa, então podemos considerar
.
Passo 5
Agora, vamos calcular
. Primeiro, precisamos converter a pressão de atm para Pascal:
Então,
Convertendo para kJ:
Passo 6
Agora, substituímos os valores na equação para
:
Resposta
Para 1 mol do processo considerado, temos:
e