Em um recipiente a 1 atm tem-se
de ar nas condições abaixo:
e
Se adicionarmos 20 g de água à mesma temperatura do ar, para os 2 casos acima, toda água evaporará? Em caso negativo quanto restará? Considere que a pressão e o volume não se alteram.
Se adicionarmos 20 g de água à mesma temperatura do ar, para os 2 casos acima, toda água evaporará? Em caso negativo quanto restará? Considere que a pressão e o volume não se alteram.
Passo 1
Beleza, vamos lá: o problema diz que temos 1 m³ de ar a 1 atm em duas situações de temperatura do ar – 20 °C e 15 °C – e que vamos colocar 20 g de água (à mesma temperatura do ar). A pergunta é: toda essa água vai evaporar ou, se não, quanto vai sobrar?
Conteúdo: termodinâmica básica (gás ideal + pressão de saturação da água). Vamos usar a equação do gás ideal para vapor d’água e tabelas (ou valores) da pressão de saturação a cada temperatura.
Conteúdo: termodinâmica básica (gás ideal + pressão de saturação da água). Vamos usar a equação do gás ideal para vapor d’água e tabelas (ou valores) da pressão de saturação a cada temperatura.
Passo 2
Caso 1: T = 20 °C
- Converter para Kelvin:
- Pressão de saturação da água a 20 °C (tabela):
- Usar o gás ideal para calcular a massa máxima de vapor na fase gasosa:
onde
e
.
- Comparar com os 20 g que a gente adicionou:
Se só cabe 17,3 g em forma de vapor, sobra
de água líquida.
Passo 3
Caso 2: T = 15 °C
- Converter para Kelvin:
- Pressão de saturação da água a 15 °C (tabela):
- Mesma fórmula do gás ideal:
- Comparar com 20 g adicionados:
de água líquida que não evapora.
Resposta
Não, em nenhum dos dois casos toda a água evapora.
- A 20 °C: evaporam 17,3 g e restam 2,7 g.
- A 15 °C: evaporam 12,8 g e restam 7,2 g.