Uma amostra de vapor de água em
é comprimida isotérmicamente de
à
, qual é a variação de energia de Gibbs molar?
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre comprimir vapor de água de 200°C isotermicamente, ou seja, a temperatura fica constante durante o processo. Queremos encontrar a variação da energia de Gibbs por mol. Pra resolver isso, vamos usar conceitos de termodinâmica, especificamente a relação da energia de Gibbs em processos isotérmicos para gases ideais.
Passo 2
Primeiro, lembrando que para um processo isotérmico de um gás ideal, a variação da energia de Gibbs (
) pode ser calculada com a seguinte fórmula:
Aqui,
é a constante dos gases (8,314 J/mol·K),
é a temperatura absoluta em Kelvin,
é o volume inicial e
é o volume final.
Passo 3
Vamos converter a temperatura de Celsius para Kelvin, já que a equação precisa estar em Kelvin:
Passo 4
Agora, substituímos os valores na fórmula. Primeiro, calculamos a razão dos volumes:
Depois, aplicamos na equação:
Passo 5
Calculando o logaritmo natural:
Agora, multiplicamos todos os valores:
Resposta
A variação da energia de Gibbs molar é aproximadamente
.
Exercícios relacionados
Use a equação de Clapeyron para estimar a variação da pressão pela temperatura de equilíbrio das fases líquido-vapor da água, sendo que a entalpia de fusão é
e as densidades do gelo e da água a
são 0,91671 e
, respectivamente.
Em relação ao diagrama de fases, explique o que representa qualquer ponto situado no limite de fases (pontos sobre as linhas). Exemplifique.
Estime o ponto de fusão do Níquel, Ni , se o
é
e o
é
.K. (compare com o valor experimental
).
A 310 K , as pressões parciais de vapor de uma substância B dissolvida em um líquido A são as seguintes:
|
0,010 | 0,015 | 0,020 |
---|---|---|---|
|
82,0 | 122,0 | 166,1 |
Mostre que a solução obedece à lei de Henry neste intervalo de frações molares e calcule a constante da lei de Henry a 310 K .