Certo líquido tem De. Calcule q, w, De e De, quando se vaporiza 0,50 mol do líquido a 250 K e 750 Torr.

Passo 1

Beleza, o exercício está pedindo para a gente calcular a quantidade de calor (q), o trabalho (w), a variação da energia interna (ΔU) e a variação da entalpia (ΔH) quando 0,50 mol de um líquido com De é vaporizado a 250 K e 750 Torr. Vamos usar conceitos de termodinâmica, especialmente relacionados à vaporização e às leis da termodinâmica.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a quantidade de calor (q) necessária para vaporizar 0,50 mol do líquido. Sabemos que a entalpia de vaporização ( De) é o calor necessário para vaporizar 1 mol da substância a pressão constante.
A fórmula é:
q = n times De
onde:
- $ n $ é o número de mols
- $ \Delta_{\mathrm{vap}} H^{0} $ é a entalpia de vaporização

Passo 3

Substituindo os valores:
q = 0,50 , mol times 26,0 , kJ/mol = 13,0 , kJ
Então, a quantidade de calor absorvida é 13,0 kJ.

Passo 4

Agora, vamos calcular o trabalho (w) realizado durante a vaporização. Em processos a pressão constante, o trabalho realizado pelo sistema é dado por:
w = -P De
onde:
- $ P $ é a pressão
- $ \Delta V $ é a variação de volume

Passo 5

Primeiro, precisamos converter a pressão de Torr para atmosferas, já que a constante dos gases ideais geralmente usa atm.
1 , atm = 760 , Torr
P = 750 , Torr times ( 1 , atm760 , Torr ) approx 0,987 , atm

Passo 6

Agora, vamos calcular a variação de volume ($ \Delta V $) usando a equação dos gases ideais:
De
Rearranjando para $ \Delta V $:
PV = nRT
onde:
  • $ R = 0,0821 , L atm/mol K $
  • $ T = 250 , K $
  • $ n = 0,50 , mol $
Substituindo os valores:
De

Passo 7

Agora, calculamos $ w $:
w
Para converter L atm para kJ:
w = -P De
1 , L atm approx 0,101325 , kJ

Passo 8

A variação da energia interna ($ \Delta U $) é dada pela primeira lei da termodinâmica:
De
De

Passo 9

Por fim, a variação da entalpia ($ \Delta H $) em um processo a pressão constante é igual ao calor trocado:
De

Resposta

  • $ q = 13,0 , kJ $
  • $ w \approx -1,04 , kJ $
  • $ \Delta U \approx 11,96 , kJ $
  • $ \Delta H \approx 13,0 , kJ $

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