Imagine que 10,0 g de hélio líquido, inicialmente a 4,20 K, evaporem para dentro de um balão vazio que é mantido à pressão de 1,00 atm. Qual é o volume do balão a uma temperatura de 373 K? Qual a temperatura absoluta para o ponto triplo, P3?

Passo 1

Resumindo: 10,0 g de hélio líquido a 4,20 K evaporam num balão mantido a P=1,00 atm e depois aquecido a T=373 K. Vamos tratar o gás como ideal e usar a equação de estado
PV = nRT
Também precisamos do número de mols n e, em seguida, achar o volume. Depois, consultamos tabelas para a temperatura absoluta do ponto triplo do hélio, T3.

Passo 2

Calcula-se o número de mols de hélio:
n = mM = 10,0 g4,00 g/mol = 2,50 mol

Passo 3

Aplicamos PV = nRT para o estado gasoso a T=373 K e P=1,00 atm, com R=0,08206 Lcdot atm/(molcdot K):
V = n,R,TP = 2,50times 0,08206times 3731,00 = 76,5 L

Passo 4

O ponto triplo do hélio-4 (onde coexistem sólido, líquido e vapor) ocorre, segundo tabelas, a uma temperatura absoluta
T3 = 2,177 K

Resposta

Volume do balão a 373 K: V = 76,5 L
Temperatura absoluta no ponto triplo ( P3): T3 = 2,177 K

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