Utilize a equação de Clapeyron e os dados fornecidos para calcular a pressão em que a água congela a. Dados: Utilize 79,7 e
como os calores latentes de fusão e vaporização da água nos pontos normais de fusão e de ebulição, respectivamente,
para a água líquida,
para o gelo a
e 1 atm ,
e
para a água a 1 atm .
Passo 1
O enunciado pede a pressão na qual a água congela a
, sabendo que a temperatura normal de fusão é
a
atm. Vamos usar a equação de Clapeyron para o equilíbrio sólido–líquido e os dados:
• Calor latente de fusão a
.
• Densidade do gelo a :
.
• Densidade da água líquida a :
.
• Temperatura de fusão normal ; temperatura de interesse
.
• Pressão normal .
• Calor latente de fusão
• Densidade do gelo a
• Densidade da água líquida a
• Temperatura de fusão normal
• Pressão normal
Passo 2
Para o equilíbrio sólido
líquido a uma dada temperatura
, a equação de Clapeyron dá
onde
é a variação de volume molar (ou específico) na fusão.
Passo 3
Calculamos
por grama usando as densidades a
:
Logo
Passo 4
Precisamos de
em J/g e
em
/g:
Substituindo em
:
(ó sinal negativo indica que aumentar
diminui
de fusão).
Passo 5
Para uma variação de temperatura
, aproximamos
Passo 6
A nova pressão é
Em atmosferas:
Resposta
A água congela a
sob aproximadamente
(cerca de
atm).