3.73. Estime a variação de volume na vaporização da amônia a 20^circ C. Nessa temperatura, a pressão de vapor da amônia é de 857 kPa .

Passo 1

Beleza, vamos lá! A gente tem um exercício que pede para estimar a variação de volume quando a amônia passa do estado líquido para o gasoso a 20^circ C. A pressão de vapor da amônia nessa temperatura é de 857 kPa. Vamos precisar entender um pouco sobre mudanças de fase (liquido para gás) e usar a equação dos gases ideais para calcular os volumes envolvidos.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que quando uma substância vaporiza, o volume aumenta muito porque as moléculas ficam bem mais espalhadas no estado gasoso. A variação de volume ( De) é basicamente a diferença entre o volume do gás ( Vgásá) e o volume do líquido ( Vlíquidoí). Matematicamente, fica assim:
Deáí
Mas, na prática, o volume do líquido é quase desprezível comparado ao do gás, então Deá.

Passo 3

Agora, para calcular o volume do gás, vamos usar a equação dos gases ideais:
PV = nRT
Onde:
  • P é a pressão (857 kPa)
  • V é o volume que queremos achar
  • n é a quantidade de substância em mols
  • R é a constante dos gases ideais ( 8,314 , J/mol·K)
  • T é a temperatura em Kelvin
Vamos considerar 1 mol de amônia para facilitar os cálculos.

Passo 4

Primeiro, convertemos a temperatura de Celsius para Kelvin:
T = 20^circ C + 273,15 = 293,15 , K
Agora, rearranjamos a equação dos gases para resolver o volume:
V = nRTP
Substituindo os valores:
V = 1 , mol times 8,314 , J/mol·K times 293,15 , K857 times 10^3 , Pa

Passo 5

Vamos calcular:
V = 1 times 8,314 times 293,15857 times 10^3 approx 2435,8857 times 10^3 approx 0,00284 , m^3
Convertendo para litros:
0,00284 , m^3 times 1000 = 2,84 , litros

Resposta

A variação de volume na vaporização da amônia a 20^circ C é aproximadamente 2,84 litros por mol.

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