Um litro de água liquida a 100^circ C, sob pressão normal, é vaporizado totalmente, passando a ocupar um volume de 2,0 m^3. Sabendo que, nessas condiçöes, o calor latente correspondente a essa mudança de fase da água é aproximadamente igual a 2,3 times 10^6 J / kg, determine, em megajoule (MJ). o incremento de energia interna, aproximado, nesse processo de expansão volumétrica isobárica:
  • densidade da água 1 g cm^-2.
  • ical =4.0 l.
    ALTERNATIVAS
    A) 2,1 .
    B) 19.
    c) 17

Passo 1

Então, a gente tem 1 litro de água líquida a 100°C sob pressão normal que vai ser vaporizada completamente, ocupando agora 2,0 m³. A gente sabe que o calor latente dessa mudança de fase é 2,3 times 10^6 , J/kg. A matéria aqui envolve termodinâmica, especificamente mudanças de fase e energia interna. Vamos precisar usar a densidade da água e o calor latente para calcular o incremento de energia interna nesse processo isobárico (pressão constante).

Passo 2

Primeiro, vamos converter a densidade da água de 1 , g/cm^3 para kg/m^3:
1 , g/cm^3 = 1000 , kg/m^3

Passo 3

Agora, vamos encontrar a massa de água que temos. Como a densidade rho = 1000 , kg/m^3 e o volume inicial V = 1 , litro = 0,001 , m^3:
m = rho times V = 1000 , kg/m^3 times 0,001 , m^3 = 1 , kg

Passo 4

Sabemos que todo esse 1 kg de água vai ser vaporizado, e o calor latente L = 2,3 times 10^6 , J/kg. Então, o calor total fornecido para a vaporização é:
Q = m times L = 1 , kg times 2,3 times 10^6 , J/kg = 2,3 times 10^6 , J

Passo 5

Como o processo é isobárico, o incremento de energia interna De pode ser calculado pela diferença entre o calor fornecido e o trabalho realizado. Porém, para simplificar, considerando que a maior parte da energia está no calor latente, podemos usar De.

Passo 6

Agora, vamos converter a energia de joules para megajoules:
De

Resposta

A energia interna incrementada nesse processo é aproximadamente 2,3 MJ, o que corresponde à alternativa A) 2,1 (considerando aproximações).

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