Enunciado
Física - Moysés - Vol. 2 - Ed: 4º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 17
À pressão atmosférica, a vaporização completa de de água a gera de vapor de água. O calor latente de vaporização da água a esta temepratura é . (a) Quanto trabalho é realizado pela expansão do vapor no processo de vaporização de de água? (b) Qual é a variação de energia interna do sistema nesse processo?
Passo 1
(a) No primeiro caso, temos vapor expandindo à pressão constante. Então podemos calcular o trabalho usando a seguinte fórmula:
A pressão atmosférica é :
Passo 2
(b) Para calcular a variação da energia interna, precisamos usar a primeira lei da termodinâmica:
Já calculamos , mas ainda precisamos encontrar .
Para evaporar de água (o que corresponde a uma massa ) a energia necessária é:
Onde é o calor latente de vaporização da água:
E vamos converter isso para joules, sabendo que :
Passo 3
E então, substituindo na primeira lei:
Resposta
(a) O trabalho realizado pela expansão e .
(b) A variação de energia interna é .