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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