Um certo líquido tem De. Calcule q , w, De e De, quando vaporizam 0,75 mol do líquido a 260 K e 765 torr. R q=De

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem um líquido que possui uma entalpia de vaporização padrão, De. Queremos calcular quatro coisas diferentes quando evaporamos 0,75 , mol desse líquido a uma temperatura de 260 , K e uma pressão de 765 , torr. Vamos usar conceitos de termodinâmica, como calor ( q), trabalho ( w), variação da entalpia ( De) e variação da energia interna ( De).

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que a entalpia de vaporização ( De) é a quantidade de calor necessária para vaporizar 1 mol de líquido sob pressão constante. Aqui, como queremos vaporizar 0,75 , mol, podemos calcular o calor total necessário.

Passo 3

A fórmula para o calor ( q) é:
q = n times De
Onde:
  • n é o número de mols
  • De é a entalpia de vaporização
Substituindo os valores:
q = 0,75 , mol times 32,0 , kJ/mol = 24,0 , kJ

Passo 4

Agora, vamos calcular o trabalho ( w) realizado durante a vaporização. Quando um líquido vaporiza, ele expande contra a pressão atmosférica. O trabalho realizado é dado por:
w = -P De
Mas precisamos de De, a variação de volume. Para isso, usamos a equação dos gases ideais:
PV = nRT
Rearranjando para De (assumindo que todo o vapor se comporta como gás ideal):
De

Passo 5

Vamos converter a pressão de torr para atmosferas para facilitar os cálculos:
765 , torr times 1 , atm760 , torr approx 1,0066 , atm
Agora, aplicando os valores na equação de De:
  • n = 0,75 , mol
  • R = 0,0821 , L cdot atm/mol cdot K
  • T = 260 , K
  • P = 1,0066 , atm
De

Passo 6

Agora, calculando o trabalho ( w):
w = -P De
Para converter L cdot atm para kJ, usamos a relação 1 , L cdot atm = 0,1013 , kJ:
w approx -16,0 , L cdot atm times 0,1013 , kJ/L cdot atm approx -1,62 , kJ
Arredondando, temos w approx -1,6 , kJ.

Passo 7

A variação da entalpia ( De) no processo é igual ao calor a pressão constante, então:
De

Passo 8

Por fim, vamos calcular a variação da energia interna ( De) usando a relação termoquímica:
De
Substituindo os valores:
De

Resposta

Quando vaporizamos 0,75 , mol do líquido a 260 , K e 765 , torr:
  • Calor absorvido, q = +24,0 , kJ
  • Trabalho realizado, w = -1,6 , kJ
  • Variação da entalpia, De
  • Variação da energia interna, De

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