Calcule o trabalho de expansão que é feito durante a eletrólise de 50 g de água a pressão constante e a .

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão pede para calcular o trabalho de expansão durante a eletrólise de 50 g de água a pressão constante e a 25°C. A gente vai usar conceitos de termodinâmica, especificamente sobre trabalho em processos de expansão. Para isso, precisamos saber a fórmula do trabalho em pressão constante e algumas conversões de unidades.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é eletrólise da água. Quando você faz a eletrólise da água ( ), ela se decompõe em hidrogênio ( ) e oxigênio ( ) gases. A equação balanceada é:
Isso significa que 2 mols de água produzem 2 mols de e 1 mol de .

Passo 3

Vamos calcular a quantidade de mols de água que temos nos 50 g. A massa molar da água é aproximadamente . Então:

Passo 4

Agora, usando a estequiometria da reação, para cada 2 mols de água, temos 2 mols de e 1 mol de . Então, com 2,78 mol de :

Passo 5

O trabalho realizado durante a expansão a pressão constante pode ser calculado pela fórmula:
onde é a pressão e é a variação do volume.

Passo 6

Primeiro, precisamos calcular o volume total dos gases produzidos. Vamos usar a equação dos gases ideais:
Rearranjando para :
Vamos considerar a pressão e a temperatura . A constante dos gases ideais .

Passo 7

Calculando o volume de :
Calculando o volume de :

Passo 8

Somando os volumes dos dois gases:
Convertendo para metros cúbicos ( ):

Passo 9

Agora, calculamos o trabalho :
Convertendo a pressão de atm para pascal ( ):
Então:

Resposta

O trabalho de expansão realizado durante a eletrólise de 50 g de água a pressão constante e 25°C é aproximadamente .

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Aquece-se um volume de água, sob pressão de 1,0 atm, até a ebulição. Neste momento, uma corrente elétrica de 0,50 A, gerada por uma fonte de 12 V , passa durante 300 s por um resistor em contato térmico com a água em ebulição, e se observa que há a vaporização de de água. Calcule as variações de energia interna molar e de entalpia molar da água no ponto de ebulição (373,15 K).
[+38 kJ/mol]
Explique como a equação de van der Waals leva em conta o comportamento crítico.
Qual o significado das constantes críticas?
Qual a variação da entalpia molar do , quando ele é aquecido de a ? Use os dados de capacidade calorífica da Tabela abaixo.
, graphite 16.86 4.77 -8.54
44.22 8.79 -8.62
75.29 0 0
28.58 3.77 -0.50
Temperature variation of molar heat capacities,