A pressão de vapor da água a
é de 23,76 torr. Calcule a variação de entalpia de vaporização para a água a
e 1 atm. (Resposta:
)
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de termodinâmica! A gente precisa calcular a variação de entalpia de vaporização da água a 100°C e 1 atm, usando a informação da pressão de vapor a 25°C, que é 23,76 torr. Para isso, vamos usar a equação de Clausius-Clapeyron, que relaciona a pressão de vapor com a temperatura e a entalpia de vaporização.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar qual é a equação de Clausius-Clapeyron:
Nessa equação:
-
e são as pressões de vapor em duas temperaturas diferentes. -
e são as temperaturas correspondentes (em Kelvin). -
é a variação de entalpia de vaporização que queremos encontrar. -
é a constante dos gases, igual a 8,314 J/mol·K.
Passo 3
Vamos reorganizar a equação para resolver para
:
Passo 4
Agora, vamos inserir os valores conhecidos:
-
(a pressão de vapor a 25°C) -
(a pressão de vapor a 100°C) -
-
-
Vamos substituir esses valores na equação:
Passo 5
Vamos calcular passo a passo:
- Calcular o logaritmo natural:
- Calcular a diferença das inversas das temperaturas:
- Substituir na equação:
Convertendo para kJ/mol:
Resposta
A variação de entalpia de vaporização da água a 100°C e 1 atm é de 42,7 kJ/mol.