Um vaso fechado contém água líquida em equilíbrio com seu vapor a 100 ° C   e   1   a t m , um grama de vapor de água a esta temperatura e pressão ocupa um volume de 1670   c m 3   . O calor de vaporização a esta temperatura é 2250   J g - 1

a) Quantas moléculas há por c m 3 de vapor?

b) Quantas moléculas de vapor batem em cada c m 2 da superfície Iíquida por segundo?

c) Se cada molécula que bate na superfície se condensa, quantas evaporam de cada c m 2 por segundo?

d) Compare a energia cinética média de uma molécula de vapor com a energia necessária para levar uma molécula da fase Iíquida para a de vapor.

Passo 1

Falaaaaa rapaziada tudo blz?

Nessa questão do livro de termodinâmica de Sears Um vaso fechado contém água líquida em equilíbrio com seu vapor a 100 ° C   e   1   a t m , um grama de vapor de água a esta temperatura e pressão ocupa um volume de 1670   c m 3   . O calor de vaporização a esta temperatura é 2250   J g - 1

a) Quantas moléculas há por c m 3 de vapor?

b) Quantas moléculas de vapor batem em cada c m 2 da superfície Iíquida por segundo?

c) Se cada molécula que bate na superfície se condensa, quantas evaporam de cada c m 2 por segundo?

d) Compare a energia cinética média de uma molécula de vapor com a energia necessária para levar uma molécula da fase Iíquida para a de vapor.

Precisa ficar assim não meus abençoados conforme você for vendo os passos vai perceber que ela é de boa.

Passo 2

Então galera dado o vaso fechado por um vapor de 100 ° C e pressão 1   a t m com u volume de 1670   c m 3 e calor de vaporização composta por 2250   J g - 1

Sendo na letra (a) para determinar quantas moléculas há em c m 3 por vapor temos,

∆ n = 1   x   10 13   x   2,9 = 2,9   x   10 23 moléculas c m - 2

Já na letra (b) para saber quantas moléculas de vapor batem em c m 2 temos

n = 9,9 3   x   1   x   10 23 = 3,3   x   10 23   m o l é c u l a s   s - 1

Na letra ( c ) para saber quantas moléculas evaporam de cada c m 2 por segundo, temos

n = C p   x V T = 2250   x 100 1670 = 134,7   m o l é c u l a s   s - 1

E por fim na letra (d) comparando energia cinética médio de uma molécula de vapor com a energia que se leva da fase líquida até o vapor temos,

U = - 1 2 m v 2

Ficando,

U = - 1 2   x - 2250   x   9,42   10 - 3 = 0,099 ≈ 0,1

Espero que eu tenha ajudado e te vejo no próximo desafio.

Até a próxima.

Resposta

a) ∆ n = 2,9   x   10 23 moléculas c m - 2

b) n = 3,3   x   10 23   m o l é c u l a s   s - 1

c) n = 134,7   m o l é c u l a s   s - 1

d) U = 0,1

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