Seja o aquecimento de 500 g de água de para , sob pressão constante de 1atm. Determine o trabalho e a variação de entalpia no processo. Dados para água: .

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado está falando sobre aquecer 500 gramas de água de 25°C para 50°C, mantendo a pressão constante de 1 atm. A gente precisa descobrir duas coisas: o trabalho que é feito nesse processo e a variação de entalpia da água. Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de termodinâmica, como calor específico, expansão térmica e entalpia. Além disso, vamos usar algumas fórmulas matemáticas para calcular esses valores.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a quantidade de mols de água que temos. Sabemos que a massa da água é 500 g e a massa molar da água (H₂O) é aproximadamente 18,015 g/mol. A fórmula para encontrar os mols é:
Onde:
  • é o número de mols,
  • é a massa,
  • é a massa molar.
Então:

Passo 3

Agora, vamos calcular a variação de entalpia ( ). A entalpia é uma medida da energia total do sistema e, em um processo a pressão constante, ela está relacionada ao calor trocado. A fórmula para a variação de entalpia é:
Onde:
  • é o calor específico a pressão constante,
  • é a variação de temperatura.
Dado que e ,

Passo 4

Agora, vamos calcular o trabalho ( ) feito pelo sistema durante a expansão. Como a pressão é constante, o trabalho é dado por:
Onde:
  • é a pressão constante,
  • é a variação de volume.
Primeiro, precisamos encontrar a variação de volume. Para isso, usamos a expansão térmica:
Onde:
  • é o coeficiente de expansão térmica,
  • é o volume inicial.
Primeiro, encontramos o volume inicial ( ) usando a densidade ( ):
Convertendo para metros cúbicos:
Agora, calculamos :
Finalmente, usando a pressão constante de 1 atm ( ):

Resposta

O trabalho realizado no processo é de aproximadamente e a variação de entalpia é de .

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Sobre polímeros responda:
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R.: .