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
.