A densidade do vapor de água a 1,00 bar e 383 K é . Determine o volume molar, , do vapor de água e o fator de compressibilidade, , a partir destes dados.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício nos dá a densidade do vapor de água a uma certa pressão e temperatura e pede para a gente encontrar o volume molar e o fator de compressibilidade . Isso envolve conceitos de estudo das propriedades dos gases. Para resolver, vamos precisar entender o que é densidade, volume molar, e como calcular o fator de compressibilidade usando a equação dos gases ideais.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular o volume molar . A densidade ( ) nos diz quanto de massa temos por unidade de volume, e o volume molar é o volume ocupado por um mol da substância. A fórmula que vamos usar é:
Onde:
  • é a massa molar da água ( ),
  • é a densidade fornecida.

Passo 3

Vamos encontrar a massa molar da água. Sabemos que a água é composta por 2 átomos de hidrogênio (H) e 1 átomo de oxigênio (O). As massas atômicas são aproximadamente:
  • H: 1,008 g/mol
  • O: 16,00 g/mol
Calculando a massa molar:

Passo 4

Agora, vamos aplicar a fórmula do volume molar com a densidade dada:

Passo 5

Com o volume molar encontrado, vamos calcular o fator de compressibilidade . Esse fator nos ajuda a entender quão real o comportamento do gás está em relação ao ideal. A fórmula para é:
Onde:
  • é a pressão,
  • é o volume molar,
  • é a constante dos gases,
  • é a temperatura.

Passo 6

Precisamos escolher a unidade certa para a constante dos gases . Como a pressão está em bar e o volume molar em m³/mol, vamos usar:
Substituindo os valores:

Passo 7

Vamos calcular o valor de :

Resposta

O volume molar do vapor de água é aproximadamente e o fator de compressibilidade é cerca de .

Exercícios relacionados

Usando a equação do gás ideal calcule a pressão a 298 K exercida por de gasoso quando limitado a um volume de:

Repita estes cálculos usando a equação de Van der Waals. Os parâmetros de Van der Waals para o gás carbônico são e . O que indicam estes cálculos sobre a precisão da lei de gás ideal para o gás carbônico?
O valor de Kp é 0,236 na temperatura de 800 K. Estime o valor de Kp na temperatura de 1200 K, considerando que não varie com a temperatura.
A 318 K e 1 atm. dissocia-se em numa extensão de . Calcular a pressão desenvolvida se um recipiente de 20 litros, contendo , é aquecido a 318 K . Dar o resultado em e atm.
Quantos gramas de são necessários para preparar 250 mL de uma solução com concentração de ferro de 300 ppm?