Determine o volume específico (em m^3 kmol^-1 ) em condições normais da água e do mercúrio. Quão menor é esse volume para a água que seu volume específico de ponto crítico?

Passo 1

O enunciado pede para calcular o volume específico (m³/kmol) da água e do mercúrio em condições normais (T=273 K, p=1 atm) e depois comparar o volume específico da água nessas condições com o seu volume específico no ponto crítico. Para cada substância vamos usar a relação entre massa molar e densidade: v=dfracMrho. Primeiro, anotamos as massas molares: MH2O=18 kg,/,kmol e MHg=200,6 kg,/,kmol.

Passo 2

Em condições normais, as densidades dos líquidos são aproximadamente rhoH2O=1000 kg/m^3 e rhoHg=13600 kg/m^3. Aplicando v=dfracMrho para cada substância, temos
vH2O,,CNTP=181000=0,018 m^3,/,kmol
vHg,,CNTP=200,613600approx0,01475 m^3,/,kmol

Passo 3

Agora precisamos do volume específico da água no ponto crítico. A densidade crítica da água é rhocapprox322 kg/m^3, então
vH2O,,c=18322approx0,0559 m^3,/,kmol

Passo 4

Para ver o quanto o volume em CNTP é menor que o volume crítico, calculamos a razão
vH2O,,CNTPvH2O,,c=0,0180,0559approx0,322
Ou seja, o volume específico da água em condições normais é cerca de 32 % do seu valor no ponto crítico, ou seja, aproximadamente 3,1 vezes menor.

Resposta

v_{H2O, CNTP}\approx0,018 m^3/kmol; v_{Hg, CNTP}\approx0,01475 m^3/kmol; v_{H2O, CNTP} é cerca de 3,1 vezes menor (≈68 % menor) que o seu v específico no ponto crítico.

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