Determine De para a água líquida quando se varia a pressão de 1 bar a 1 0 bar sob temperatura constante a 298 k :
H2O(L) (298k, 1 bar) H2O(L) (298k, 10 bar)

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão pede para calcularmos a variação da energia de Gibbs ( De) da água líquida quando mudamos a pressão de 1 bar para 10 bar, mantendo a temperatura constante em 298 K. Para isso, vamos usar conceitos de termodinâmica, especificamente como a energia de Gibbs varia com a pressão em condições de temperatura constante.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que a variação da energia de Gibbs ( De) em função da pressão à temperatura constante pode ser calculada usando a seguinte relação:
De
Aqui, V é o volume da água líquida, e P1 e P2 são as pressões inicial e final, respectivamente.

Passo 3

Como estamos lidando com a água líquida, podemos considerar que seu volume não muda muito com a pressão (isto é, o volume é aproximadamente constante). Portanto, podemos simplificar a integral:
De
Isso torna os cálculos mais fáceis, já que não precisamos integrar.

Passo 4

Agora, precisamos encontrar o volume molar da água líquida. Sabemos que a densidade da água a 298 K e 1 bar é aproximadamente 0,997 , g/cm^3. Vamos converter essa densidade para $ m^3/mol$.
A massa molar da água ( m^3/mol) é cerca de 18 g/mol. Então:
H2O

Passo 5

Agora substituímos os valores na fórmula simplificada da De:
De
Lembrando que 1 bar = 10^5 Pa, então:
De

Passo 6

Calculando o valor:
De
Convertendo para kJ/mol:
De

Resposta

A variação da energia de Gibbs ( De) para a água líquida ao aumentar a pressão de 1 bar para 10 bar a 298 K é aproximadamente 16,2 kJ/mol.

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