Um sistema contendo água líquida sofre uma vaporização à pressão constante.
Explique como o trabalho é realizado nesse processo, isto é, se é positivo e expande ou o contrário Justifique sua resposta.

Passo 1

O enunciado descreve um sistema com água líquida que sofre vaporização a pressão constante. O que se pede é entender se, nesse processo, o trabalho realizado é positivo ou negativo e se o sistema se expande ou se contrai. O conteúdo que vamos usar é o trabalho de expansão a pressão constante, cuja expressão geral é
W = \int_{V_{i}}^{V_{f}} P_{\text{ext}}\,dV.

Passo 2

Em vaporização, a água passa do estado líquido para o gasoso, e o volume final V_{f} do vapor é muito maior que o volume inicial V_{i} do líquido. Logo,
\Delta V = V_{f} - V_{i} > 0.
Como a pressão externa P_{\text{ext}} é constante, podemos tirar P_{\text{ext}} da integral:
W = P_{\text{ext}} \int_{V_{i}}^{V_{f}} dV = P_{\text{ext}}\,\Delta V.

Passo 3

Dado que P_{\text{ext}}>0 e \Delta V>0, temos
W = P_{\text{ext}}\,\Delta V > 0.
Isso significa que o sistema faz trabalho sobre o meio externo, ou seja, expande.

Resposta

O trabalho é positivo e o sistema expande, porque a vaporização aumenta o volume ( \Delta V>0) e, a pressão sendo constante, W = P_{\text{ext}}\,\Delta V>0.

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