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 (
). A temperatura no laboratório é de
. A água irá ferver sob essas circunstâncias? Dado:
água
.
Passo 1
O enunciado diz que a aluna vai manter a pressão absoluta do ar acima da água em
(0,12 atm) à temperatura de
. Sabe-se também que a pressão de vapor da água a essa temperatura é de
(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:
Se
, não há formação de bolhas no interior do líquido e, portanto, não há ebulição.
Passo 3
Aqui temos
Como
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
é maior do que a pressão de vapor de
a
.