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 =0,88 g / ml e temperatura de saturação no ponto de ebulição normal =80,1^circ C.

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:
P = 101325 Pa

Passo 3

Em seguida, precisamos encontrar o volume do benzeno no estado líquido. Sabemos a massa específica ( Massa = 78 g = 0,078 kg ) do benzeno e vamos assumir uma quantidade de 1 mol para facilitar os cálculos. A massa molar do benzeno ( Vl = massarho = 0,078 kg880 kg/m^3 = 8,86 times 10^-5 m^3 ) 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 ( Vg = nRTP ) usando a equação dos gases ideais:
T = 80,1 + 273,15 = 353,25 K
Onde:
  • Vg = 1 times 8,314 times 353,25101325 approx 0,0291 m^3 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 ( W = P times (Vg - Vl) ) é dado pela diferença de volume multiplicada pela pressão:
W = 101325 times (0,0291 - 8,86 times 10^-5) approx 101325 times 0,0290 approx 2938 J
Substituindo os valores:

Resposta

O trabalho realizado na vaporização do benzeno é aproximadamente 2938 Joules.

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