3.73. Estime a variação de volume na vaporização da amônia a
. 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
. 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 (
) é basicamente a diferença entre o volume do gás (
) e o volume do líquido (
). Matematicamente, fica assim:
Mas, na prática, o volume do líquido é quase desprezível comparado ao do gás, então
.
Passo 3
Agora, para calcular o volume do gás, vamos usar a equação dos gases ideais:
Onde:
-
é a pressão (857 kPa) -
é o volume que queremos achar -
é a quantidade de substância em mols -
é a constante dos gases ideais ( ) -
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:
Agora, rearranjamos a equação dos gases para resolver o volume:
Substituindo os valores:
Passo 5
Vamos calcular:
Convertendo para litros:
Resposta
A variação de volume na vaporização da amônia a
é aproximadamente 2,84 litros por mol.