Calcular o trabalho realizado na vaporização do Benzeno realizada no seu ponto normal de ebulição se o seu vapor se comporta como um gás ideal? Dado: massa específica do benzeno
e temperatura de saturação no ponto de ebulição normal
.
Passo 1
Vamos resumir o problema: Precisamos calcular o trabalho realizado quando o benzeno passa do estado líquido para o gasoso no seu ponto normal de ebulição, assumindo que o vapor se comporta como um gás ideal. Para isso, vamos usar conceitos de Termodinâmica, especificamente a fórmula do trabalho em expansão com gás ideal.
Passo 2
Primeiro, vamos determinar a pressão no ponto normal de ebulição. Como é o ponto normal, a pressão é de 1 atmosfera. Em unidades do SI, isso corresponde a:
Passo 3
Em seguida, precisamos encontrar o volume do benzeno no estado líquido. Sabemos a massa específica (
) do benzeno e vamos assumir uma quantidade de 1 mol para facilitar os cálculos. A massa molar do benzeno (
) é aproximadamente 78 g/mol.
Agora, calculamos o volume líquido (
) usando a massa específica:
Passo 4
Agora, calculamos o volume do benzeno no estado gasoso (
) usando a equação dos gases ideais:
Onde:
-
é o número de mols, que é 1 mol. -
é a constante dos gases ideais, . -
é a temperatura em Kelvin. Convertendo 80,1°C para Kelvin:
Substituindo os valores:
Passo 5
O trabalho realizado (
) é dado pela diferença de volume multiplicada pela pressão:
Substituindo os valores:
Resposta
O trabalho realizado na vaporização do benzeno é aproximadamente 2938 Joules.