São necessários 1334 bar de variação de pressão para mudar o ponto de fusão de uma substância de
para
, com uma variação de volume molar de
. Calcule o calor de fusão da substância.
Passo 1
Beleza, vamos começar entendendo o que a questão está pedindo. Temos que descobrir o calor de fusão de uma substância, que é a quantidade de calor necessária para mudar essa substância do estado sólido para o líquido. A questão nos dá uma variação de pressão de 1334 bar, uma variação na temperatura de fusão de 222°C para 122°C, e uma variação de volume molar de -3,22 cm³/mol. Para resolver isso, vamos usar a Equação de Clausius-Clapeyron, que relaciona a variação de pressão, temperatura e volume durante uma mudança de fase.
Passo 2
Primeiro, vamos converter todas as unidades para o sistema padrão (SI) para facilitar os cálculos. A pressão está em bar, mas queremos em pascal (Pa):
Então,
Passo 3
Agora, vamos converter a variação de volume molar de centímetros cúbicos por mol para metros cúbicos por mol:
Então,
Passo 4
Vamos trabalhar com temperaturas em Kelvin. Primeiro, convertemos as temperaturas dadas de Celsius para Kelvin:
A variação de temperatura é:
Passo 5
A Equação de Clausius-Clapeyron simplificada para pequenas variações é:
Queremos encontrar o calor de fusão, então rearranjamos a equação:
Aqui,
pode ser aproximado como a temperatura média dos dois estados:
Passo 6
Agora, substituímos os valores na equação:
Passo 7
Calculando passo a passo:
Primeiro, multiplicamos os números:
Agora,
Resposta
O calor de fusão da substância é aproximadamente -0,1907 J/mol.