A evaporação da transpiração é uma maneira de o corpo descartar o excesso de energia produzida durante exercício físico e, desse modo, manter constante a temperatura. Quantos kJ são removidos do corpo pela evaporação de
de água a
? (procure entalpias de formação da água líquida e da água vapor a
na tabela de Termodinâmica).
Passo 1
Vou listar claramente o que o enunciado pede e as informações que usarei (sem resolver ainda). O enunciado pergunta: “Quantos kJ são removidos do corpo pela evaporação de
de água a
?” Informação dada e que vou usar:
- Massa de água a evaporar:
. - Vou usar entalpias de formação padrão a
(valores retirados de uma tabela de Termodinâmica): entalpia padrão de formação da água líquida e da água vapor . - A pergunta implica calcular a energia necessária para transformar água líquida em vapor à
; essa energia por mol é a entalpia de vaporização , que será obtida a partir das entalpias de formação.
Passo 2
Explicar o que é entalpia de formação e como obter a entalpia de vaporização a partir dela.
- A entalpia padrão de formação
de uma substância é a variação de entalpia para formar da substância a partir dos elementos em seu estado padrão, à pressão padrão e à temperatura indicada (aqui ). - Se se conhece
do líquido e do vapor, a entalpia padrão de vaporização (energia necessária para vaporizar ) é dada por:
Essa fórmula é direta porque a vaporização é a reação
e a variação de entalpia da reação é a diferença das entalpias de formação dos produtos e reagentes.
Passo 3
Pegar (da tabela de Termodinâmica) os valores das entalpias de formação padrão a
.
- Peguei da tabela térmica os seguintes valores:
(Observação: esses são os valores padrão comumente encontrados em tabelas; se a sua tabela der números levemente diferentes, o procedimento é o mesmo e o resultado ajusta-se proporcionalmente.)
Passo 4
Calcular a entalpia molar de vaporização
usando a fórmula do Passo 2 e os valores do Passo 3.
Interpretação: para vaporizar
de água a
são necessários
.
Passo 5
Converter a massa de água dada em número de mols. Usei a massa molar da água
(valor habitual).
Calculemos:
(Arredondei mantendo algarismos significativos compatíveis com
.)
Passo 6
Calcular a energia total necessária para vaporizar
mols usando
.
Passo 7
Arredondamento final e interpretação física.
- Com três algarismos significativos da massa
, o resultado adequado é:
- Interpretação: essa é a energia (em kJ) removida do corpo pela evaporação de
de água a . Nota: como a vaporização é um processo endotérmico, essa energia é tirada do corpo (sensação de resfriamento).