(0,2 ponto) Quando um líquido é vaporizado, sua mudança na energia interna não é igual ao calor adicionado. Por quê?
Passo 1
O enunciado trata da vaporização de um líquido a pressão constante e pergunta por que a variação de energia interna não é igual ao calor fornecido. O conteúdo é a 1ª lei da termodinâmica e o conceito de entalpia em processos a pressão constante.
Passo 2
Aplicamos a 1ª lei da termodinâmica a um sistema fechado:
Em processos à pressão constante, o trabalho realizado pela expansão do vapor contra a pressão externa é
Logo, substituindo em
, obtemos
e reconhecemos que
Passo 3
O calor de vaporização medido a pressão constante é a variação de entalpia
, que engloba tanto o aumento da energia interna quanto o trabalho de expansão
. Por isso
(que só mede o aumento da energia interna) não é igual ao calor fornecido
.
Resposta
Porque durante a vaporização parte do calor fornecido se converte em trabalho de expansão
, de modo que
e não simplesmente
.