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Enunciado

Química - Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente - 5ª Edição - Peter Atkins, Loretta Jones e Leroy Laverman- Ed: 5º - Capítulo 7.1 - Ex. 38

7.38 Se começamos com 325 g de água a 30°C, quanto de calor é preciso adicionar para converter todo o líquido em vapor, em 100°C (veja Tabelas 7.2 e 7.3)?

Passo 1

Vamos dividir o cálculo da quantidade de calor em duas etapas.

Primeiramente vamos calcular a quantidade de calor necessária para aquecer m = 325 g de água de 30°C para 100°C (que vamos chamar aqui de Q 1 ).

Sabemos que a água a 30°C (como não disse nada sobre pressão, acreditamos estar na pressão atmosférica) está no estado líquido.

Então precisamos olhar na tabela 7.2 a capacidade calorífica específica da água no estado líquido (que é C e = 4,184 J ° C   g )

Calculando a quantidade de calor Q 1 (fórmula (6a))

Q 1 = m × C e × T f i n a l - T i n i c i a l

Q 1 = 325   g × 4,184 J ° C   g × 100 ° C - 30 ° C

Q 1 = 95,29   k J

Passo 2

Agora vamos calcular a quantidade de calor necessária para vaporizar a água (que vamos chamar aqui de Q 2 ).

Para isso precisamos olhar na tabela 7.3 o valor da entalpia de vaporização da água (que é ∆ H v a p = 40,7   k j / m o l )

Calculando a massa molar da água, temos

M M H 2 O   = 2 × 1 + 1 × 16

M M H 2 O = 18   g / m o l

Calculando a quantidade de mols, temos

n H 2 O = 325,0   g 18 g m o l

n H 2 O = 18,06     m o l

Calculando a quantidade de calor Q 2

Q 2 = ∆ H f u s × n H 2 O

Q 2 = 40,7 k j m o l × 18,06   m o l

Q 2 = 735,04   k J

Passo 3

Agora só precisamos somar as duas parcelas de calor e achamos o resultado Q t o t a l

Q t o t a l = Q 1 + Q 2

Q t o t a l = 95,29   k J + 735,04   k J

Q t o t a l = 830,33   k J

Resposta

Q t o t a l = 830,33   k J

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