Determine a temperatura de ebulição da água sob uma pressão de 2.5bar.
Utilizando a equação de Clausis-Clayperon e Antoine.

Passo 1

Beleza, vamos achar a temperatura de ebulição da água quando a pressão é 2,5 bar. Isso cai na matéria de equilíbrio de fases e vapor: vamos usar duas coisinhas
  1. A equação de Clausius–Clapeyron (que relaciona pressão e temperatura via o calor de vaporização).
  2. A equação de Antoine (uma fórmula empírica que dá pressão de vapor em função da temperatura).
    O que precisamos:
  • Pressão de referência log10Prm mmHg ;=; A - BT^circ!C + C com; A=8,07131,; B=1730,63,; C=233,426 ,bar e temperatura normal de ebulição ,K.
  • Calor molar de vaporização ,kJ/mol.
  • Constante dos gases ,J/(mol·K).
  • Coeficientes de Antoine para água (vamos usar a forma que dá em mmHg e em °C):

Passo 2

Usando Clausius–Clapeyron, para pressão lnP2P1 ;=; De,bar:
1T2 =1T1-RDe
Isolando lnl(tfrac2,51,01325r)approx0,903, RDe:
1T2 =1373,15-2,046times10^-4times0,903 approx0,002678-0,000185=0,002493,K^-1,
Agora plugando valores (converter T2 approx10,002493=401,1;K l(approx128,0;^circCr) para J/mol):

Passo 3

Agora pela equação de Antoine. Primeiro converto 2,5 bar em mmHg:
P2=2,5;bartimes750,062;tfracmmHgbar approx1875,2;mmHg
Aí uso
log10P2 =A-BT^circ!C+C ;Longrightarrow; T^circ!C =BA-log10P2-C
log10(1875,2)approx3,273 ;;Rightarrow;; T^circ!C =1730,638,07131-3,273-233,426 approx360,8-233,4=127,4;^circC

Resposta

Temperatura de ebulição da água a 2,5 bar:
  • Pela Clausius–Clapeyron: ,K ( ,°C).
  • Pela equação de Antoine: ,°C.

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