A entalpia molar da vaporização do benzeno, no seu ponto de ebulição (353,25 K), é . Qual é a variação da energia interna molar na vaporização? Durante quanto
tempo deve circular uma corrente de , gerada por uma fonte de 12 V , para vaporizar 10 g da amostra?

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão trata de termodinâmica, especificamente sobre a entalpia de vaporização do benzeno e a variação da energia interna durante esse processo. Também precisamos calcular o tempo necessário para vaporizar uma certa quantidade do benzeno usando uma corrente elétrica. Para isso, vamos usar conceitos de termodinâmica e eletricidade.

Passo 2

Primeiro, vamos encontrar a variação da energia interna molar na vaporização do benzeno. Sabemos que a relação entre a variação da energia interna ( ) e a variação da entalpia ( ) está dada pela equação:
No caso da vaporização a pressão constante, a variação pode ser aproximada por:
Portanto, a equação fica:

Passo 3

Vamos calcular . Sabemos que:
Primeiro, convertemos para :
Agora, calculamos :
Então, a variação da energia interna é:
Arredondando, temos .

Passo 4

Agora, vamos calcular o tempo necessário para vaporizar 10 g de benzeno usando uma corrente elétrica. Primeiro, precisamos encontrar a quantidade de calor necessária para vaporizar esses 10 g.
A massa molar do benzeno ( ) é aproximadamente:
Então, a quantidade de mols em 10 g é:
O calor necessário ( ) para vaporizar essa quantidade é:

Passo 5

Agora, vamos relacionar a energia elétrica fornecida com o calor necessário. A energia elétrica ( ) fornecida por uma corrente é dada por:
Onde:
  • (tensão)
  • (corrente)
  • é o tempo em segundos
Sabemos que a energia necessária é igual ao calor:
Então, isolando :
Arredondando, temos .

Resposta

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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,
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