Uma caixa contém água líquida em equilíbrio com vapor dágua a
. A pressão de vapor da água em equilíbrio a
é 31,82 Torr. Aumentando-se o volume da caixa, parte da água liquida evapora a fim de manter a pressão de equilíbrio. Há
de água presente. Qual deve ser o volume da caixa para que todo o líquido evapore? Ignorar o volume da água líquida.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O problema fala sobre uma caixa com água líquida em equilíbrio com vapor d’água a
. A pressão de vapor da água nessa temperatura é 31,82 Torr. Quando aumentamos o volume da caixa, parte da água líquida evapora para manter essa pressão de equilíbrio. Temos 0,9 g de água e queremos descobrir qual deve ser o volume da caixa para que toda a água evapore. Vamos resolver isso usando a Lei dos Gases Ideais que relaciona pressão, volume, número de mols e temperatura.
Passo 2
Primeiro, precisamos entender quantos mols de água temos. A massa da água é 0,9 g e a massa molar da água (
) é aproximadamente 18,015 g/mol. Usamos a fórmula:
Passo 3
Agora, vamos trabalhar com as unidades de pressão. A pressão dada está em Torr, mas a Lei dos Gases Ideais geralmente usa atm. Sabemos que
. Então, convertemos:
Passo 4
A temperatura está em graus Celsius, mas precisamos convertê-la para Kelvin para usar na fórmula dos gases. A conversão é:
Passo 5
Agora, vamos usar a Lei dos Gases Ideais, que é:
Queremos encontrar o volume
. Sabemos
,
,
(a constante dos gases) e
. A constante
é
.
Passo 6
Rearranjando a fórmula para encontrar
:
Substituindo os valores:
Passo 7
Vamos calcular agora:
Resposta
O volume da caixa deve ser de aproximadamente 29,74 litros para que toda a água líquida de 0,9 g evapore mantendo a pressão de equilíbrio de 31,82 Torr a
.
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e que a atmosfera é isotérmica (
), calcule a pressão barométrica em Vila Monte Verde (MG), que está a 1600 m acima do nível do mar; repita o cálculo considerando o Monte Evans, que está a 4348 m a cima do nível do mar. Para esses mesmos locais, calcule a pressão parcial de
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de
de
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