A pressão de vapor da água a 25^circ C é de 23,76 torr. Calcule a variação de entalpia de vaporização para a água a 100^circ C e 1 atm. (Resposta: 42,7 kJmol^-1)

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:
ln(P2P1) = -De
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 De:

Passo 4

Agora, vamos inserir os valores conhecidos:
  • De (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:
  1. Calcular o logaritmo natural:
ln(76023,76) = ln(32) approx 3,4657
  1. Calcular a diferença das inversas das temperaturas:
1373,15 - 1298,15 approx 0,00268 - 0,00335 = -0,00067 K^-1
  1. Substituir na equação:
De
Convertendo para kJ/mol:
42.700 J/mol = 42,7 kJ/mol

Resposta

A variação de entalpia de vaporização da água a 100°C e 1 atm é de 42,7 kJ/mol.

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