A e 1 atm , a entropia da água líquida é mol. Calcule a entropia do vapor de água a e . Os dados sāo: e mol no ponto de ebulição, . O vapor de água pode ser assumido como sendo um gis ideal.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A gente tem que calcular a entropia do vapor de água a 200 °C e 0,5 atm. A gente sabe que a entropia da água líquida a 25 °C e 1 atm é 69.950 J/K·mol. Pra resolver isso, vamos usar conceitos de termodinâmica, como mudanças de entropia com temperatura e pressão, além de considerar que o vapor de água se comporta como um gás ideal. Vamos precisar das capacidades caloríficas e da entalpia de vaporização que foram dadas.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a variação de entropia quando a água líquida é aquecida de 25 °C até o ponto de ebulição, que é 100 °C. Para isso, usamos a fórmula:
Aqui, é a capacidade calorífica a pressão constante e é a temperatura em Kelvin.

Passo 3

Vamos converter as temperaturas de Celsius para Kelvin:

Passo 4

Agora, calculamos :
í
Calculando o logaritmo:
Então,

Passo 5

Em seguida, precisamos considerar a vaporização da água a 100 °C. A entropia de vaporização é dada por:
Onde e .
Então,

Passo 6

Agora, vamos aquecer o vapor de água de 100 °C até 200 °C a 0,5 atm. Usamos novamente a fórmula da variação de entropia:
Onde:
  • (constante dos gases)

Passo 7

Primeiro, calculamos a parte da temperatura:
Então,
Agora, a parte da pressão:
Então,

Passo 8

Somando as duas partes para encontrar :

Passo 9

Finalmente, somamos todas as variações de entropia para obter a entropia total do vapor a 200 °C e 0,5 atm:
í

Resposta

A entropia do vapor de água a 200 °C e 0,5 atm é aproximadamente 89.109 J/K·mol.

Exercícios relacionados

Os valores dados em (a) e. (b) são para um mol de S , isto é, para 32 g ; entretanto, na forma cristalina e líquida, a molécula é . Converta os valores nas partes (a) e (b) levando em conta que é . (Esses valores sio mais representativos da ordem de grandeza usual das entropias de fusão e transição.)
O fluxo elétrico que passa por uma superfície de área fixa é máximo quando a superfície é perpendicular ao campo elétrico faz um ângulo de radianos com o campo elétrico é antiparalela ao campo elétrico é paralela ao campo elétrico é fechada, mas não contém a cargas.
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No ponto de ebuliçõo, , o calor de vaporização do é de . Calcule .