A água a céu aberto a
evapora por causa do escape de algumas moléculas da superficie. 0 calor de vaporização (
) é aproximadamente igual a
, em que
é a energia média das moléculas que escapam e
é o número de moléculas por grama. (a) Determine
. (b) Qual é a razão entre
e a energia cinética média das moléculas de água, supondo que a segunda está relacionada à temperatura da mesma forma que nos gases?
Passo 1
O enunciado trata da evaporação da água a
. Sabe-se que o calor de vaporização é
, e esse calor por grama é fornecido pelas moléculas que escapam da superfície. Vamos chamar de
a energia média por molécula que escapa e de
o número de moléculas em
. A relação dada é
Precisamos (i) calcular
, (ii) determinar
e (iii) comparar
com a energia cinética média
a
.
Passo 2
Para achar
, usamos que
de água tem massa
e contém
moléculas. Logo,
Passo 3
Convertendo o calor de vaporização para joules por grama:
Da relação
, vem
Passo 4
A energia cinética média por molécula em um gás ideal é
com
e
. Então
Passo 5
A razão entre
e a energia cinética média é
Resposta
(a)
(b)
(b)