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Enunciado

Termodinâmica - Termodinamica,Teoria Cinética e Termodinâmica Estatística, Sears e Salinger- Ed: 3º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 23

a) calcule a inclinação da curva de fusão do gelo em N   m - 2 K - 1 , no ponto normal de fusão. O calor de fusão a esta temperatura é de 3,34   x   10 3   J k g - 1   e a variação no volume específico na fusão é - 9,05   x   10 - 3   m 3 k g - 1 .

b) comprime-se gelo isotermicamente a 2 ° C e à pressão atmosférica. Encontre a pressão em que o gelo começa a fundir.

c) calcule ∂ P ∂ T , para o gelo a - 2 ° C ,   ( β = 15,7   x   10 - 6 K - 1     e     k = 120   x   10 - 12 m 3 N - 1 )

d) em um recipiente é mantido gelo a volume constante e a temperatura é gradualmente aumentada. Encontre a temperatura e a pressão em que o gelo começa a fundir, se inicialmente a temperatura era de - 2 ° C e estava submetido a pressão atmosférica.

Passo 1

Falaaaaa rapaziada tudo blz?

Nessa questão do livro de termodinâmica de Sears e Salinger ele pede para determinar:

a) calcule a inclinação da curva de fusão do gelo em N   m - 2 K - 1 , no ponto normal de fusão. O calor de fusão a esta temperatura é de 3,34   x   10 3   J k g - 1   e a variação no volume específico na fusão é - 9,05   x   10 - 3   m 3 k g - 1 .

b) comprime-se gelo isotermicamente a 2 ° C e à pressão atmosférica. Encontre a pressão em que o gelo começa a fundir.

c) calcule ∂ P ∂ T , para o gelo a - 2 ° C ,   ( β = 15,7   x   10 - 6 K - 1     e     k = 120   x   10 - 12 m 3 N - 1 )

d) em um recipiente é mantido gelo a volume constante e a temperatura é gradualmente aumentada. Encontre a temperatura e a pressão em que o gelo começa a fundir, se inicialmente a temperatura era de - 2 ° C e estava submetido a pressão atmosférica.

Precisa ficar assim não meus abençoados conforme você for vendo os passos vai perceber que ela é de boa.

Passo 2

Então galerinha para calcular a curva de fusão de gelo em ( N m - 2 k - 1 ) devemos para isso termos que utilizar a equação da curva em que,

ϕ = S - U + P V T

Tendo sido dado:

T = 3,34   x   10 5 J k g - 1                         v o l u m e = - 9,05   x   10 - 5 m 3   k g - 4

Temos que na letra (a),

ϕ = 1 + 3,34   x   10 5   x   ( - 9,05   x   10 - 5 ) 3,34   x   10 5 = - 8,75   x   10 - 5

Já na letra (b) para encontrar a pressão do gelo temos,

P = T   x   V → P = - 2   x - 134 = 268   a t m

Ficando,

P = 268   a t m

Na letra ( c ) para calcular,

∂ p ∂ t f

Tendo sido dado,

- 2 ° C ,   ( β = 15,7   x   10 - 6 K - 1     e     k = 120   x   10 - 12 m 3 N - 1 )

Vamos ter que, utilizando a função de Gibbs,

g = - R t ln ⁡ ( p p 0 ) + β V

Temos com p p 0 = 0

g = - 120 + 15,7   x   10 - 6   x   8,34   x   10 10 = 1,31   x   10 6   N / m 2

E por fim na letra (d) para mostrar que,

p = v t

Em um processo de diagrama p t , temos que,

p = - 1,8   x - 2 = 3,6   J

Ficando,

p = 3,6   J

Espero que eu tenha ajudado e te vejo no próximo desafio.

Até a próxima.

Resposta

a) ϕ = - 8,75   x   10 - 5

b) P = 268   a t m

c) g = 1,31   x   10 6   N / m 2

d) p = 3,6   J

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