Uma aluna em um laboratório planeja produzir vácuo no espaço contendo ar acima da superfície de água contida em um tanque fechado. Ela planeja que a pressão absoluta do ar seja de 12.300 Pa ( 0,12 atm ). A temperatura no laboratório é de 20^circ C. A água irá ferver sob essas circunstâncias? Dado: Pv água = 2340 Pa(0,02 atm)(20^circ C).

Passo 1

O enunciado diz que a aluna vai manter a pressão absoluta do ar acima da água em ,12300 Pa (0,12 atm) à temperatura de ,20^circC. Sabe-se também que a pressão de vapor da água a essa temperatura é de ,2340 Pa (0,02 atm). A questão pede para verificar se, nessas condições, a água vai ferver.

Passo 2

Na termodinâmica, a ebulição ocorre quando a pressão de vapor do líquido em uma dada temperatura se iguala à pressão externa exercida sobre ele. Matematicamente:
Pext = Pvapor(T)
Se Pext>Pvapor(T), não há formação de bolhas no interior do líquido e, portanto, não há ebulição.

Passo 3

Aqui temos
Pext = 12300 Pa, Pvapor(20^circC) = 2340 Pa
Como
Pext > Pvapor,
a pressão ambiente permanece muito maior que a pressão de vapor da água e, portanto, não ocorre ebulição (apenas evaporação lenta até o equilíbrio de vapor).

Resposta

Não, a água não vai ferver porque a pressão externa de ,12300 Pa é maior do que a pressão de vapor de ,2340 Pa a ,20^circC.

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