A temperatura de um gás é 373,15 K quando está no ponto de ebulição da água. Qual é o valor limite da razão entre a pressão do gás no ponto de ebulição e a pressão no ponto triplo da água? (Suponha que o volume do gás é o mesmo nas duas temperaturas.)
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos um gás cuja temperatura é de 373,15 K no ponto de ebulição da água. Queremos descobrir a razão entre a pressão desse gás no ponto de ebulição e a pressão no ponto triplo da água, assumindo que o volume do gás permanece o mesmo nas duas situações.
Aqui, vamos utilizar os conceitos da Lei dos Gases Ideais, especificamente a relação entre pressão e temperatura quando o volume é constante.
Passo 2
A Lei dos Gases Ideais nos diz que, quando o volume é constante, a pressão de um gás é diretamente proporcional à sua temperatura absoluta. Isso é expresso pela fórmula:
Onde:
- $ P_1 $ é a pressão no ponto de ebulição.
- $ P_2 $ é a pressão no ponto triplo.
- $ T_1 $ é a temperatura no ponto de ebulição.
- $ T_2 $ é a temperatura no ponto triplo.
Passo 3
Sabemos que:
- $ T_1 = 373,15 , K $ (ponto de ebulição da água)
- O ponto triplo da água ocorre a uma temperatura de aproximadamente $ T_2 = 273,16 , K $
Passo 4
Substituindo os valores na fórmula:
Passo 5
Calculando a razão:
Resposta
A razão entre a pressão do gás no ponto de ebulição e no ponto triplo da água é aproximadamente 1,366.