4.14 Supondo que o calor latente de vaporização da água
seja independente de temperatura e o volume específico da fase líquida são insignificantes em comparação com a volume da fase de vapor,
vapor
, integra a equação de Clausius-Clapeyron (4.7.7) para obter a pressão de coexistência em função da temperatura. Compare seu resultado com o pressão de vapor experimental da água do ponto triplo a
. O vapor de equilíbrio a pressão a 373 K é
.
Passo 1
O enunciado pede para integrar a equação de Clausius–Clapeyron, assumindo
constante e
desprezível, usando o fato de que
corresponde à lei dos gases ideais se definirmos a constante específica do vapor por
Logo, vamos usar a forma diferencial
e a lei dos gases ideais
para obter
.
Passo 2
Substituindo
em
obtém-se
Passo 3
Reescrevendo o diferencial, temos
Passo 4
Integramos de uma condição de referência
a
:
Passo 5
Exponenciando, chega-se à fórmula de Antoine simplificada:
Passo 6
Agora usamos
e calculamos em
. O expoente é
Passo 7
Portanto
Passo 8
A pressão de vapor experimental da água a
é cerca de
.
O resultado teórico ( ) difere em aproximadamente
da medida experimental, mostrando que a aproximação é razoável para muitas aplicações.
O resultado teórico (
Resposta
que dá
contra
experimental.