1.8.1 A pressão de vapor da água a
, em pascals, vale
(a) 0,44
(b) 7,18
(c) 223
(d) 4315
(e) nenhuma das respostas anteriores
(a) 0,44
(b) 7,18
(c) 223
(d) 4315
(e) nenhuma das respostas anteriores
Passo 1
O enunciado dá a temperatura e pede a pressão de vapor saturante da água a essa temperatura, em pascals. Dados e pedido:
- Temperatura:
. - Pergunta: qual é a pressão de vapor da água a
, em pascals, entre as alternativas: - (a)
Pa - (b)
Pa - (c)
Pa - (d)
Pa - (e) nenhuma das respostas anteriores
- (a)
Passo 2
O que é pressão de vapor?
A pressão de vapor (ou pressão de saturação) de um líquido a uma dada temperatura é a pressão exercida pelo vapor quando o líquido e seu vapor estão em equilíbrio dinâmico àquela temperatura. Na prática, para água a temperaturas próximas à ambiente, essa pressão está na faixa de quilopascals (kPa), não em frações de pascal — portanto já dá para eliminar mentalmente as alternativas muito pequenas, mas vamos calcular direitinho.
A pressão de vapor (ou pressão de saturação) de um líquido a uma dada temperatura é a pressão exercida pelo vapor quando o líquido e seu vapor estão em equilíbrio dinâmico àquela temperatura. Na prática, para água a temperaturas próximas à ambiente, essa pressão está na faixa de quilopascals (kPa), não em frações de pascal — portanto já dá para eliminar mentalmente as alternativas muito pequenas, mas vamos calcular direitinho.
Passo 3
Método prático para obter a pressão de vapor: a equação de Antoine, muito usada em química e termodinâmica para líquidos puros em intervalos de temperatura, é
onde:
-
é a pressão de vapor em milímetros de mercúrio (mmHg), -
é a temperatura em graus Celsius ( ), -
, e são constantes empíricas que dependem da substância e do intervalo de temperatura.
Depois de obterconverte-se para pascals usando .
Passo 4
Escolhemos constantes de Antoine adequadas para água na faixa
–
(valores comuns em tabelas):
Substituindo
na fórmula:
Calculemos a fração:
Agora:
Passo 5
Passo seguinte: obter
elevando
à potência encontrada:
Converter para pascals:
Esse valor é uma estimativa usando a forma usual da equação de Antoine; tabelas e pequenas variações de constantes podem dar valores ligeiramente diferentes (por exemplo
), mas todos ficam na mesma ordem de grandeza: alguns milhares de pascals (quilopascals fracionários).
Passo 6
Comparando com as alternativas dadas:
- (a)
Pa — muito pequeno, incompatível com a ordem de grandeza de água a . - (b)
Pa — ainda muito pequeno. - (c)
Pa — menor que o esperado (seria pressão de vapor a temperaturas bem menores). - (d)
Pa — próximo do valor calculado ( ); está na mesma ordem de grandeza e é compatível com tabelas e pequenas diferenças de constantes.
Logo a alternativa correta é a (d).
Resposta
(d)