Termodinâmica

por Ransg Dom 05 Dez 2021, 01:14

Considere que 1 litro de água líquida, a 100°C será convertida em vapor d’água a 100°C, sob pressão atmosférica constante de 1 atm (isobaricamente), mediante fornecimento de energia na forma de calor.
Determine:
a) o calor Q que deverá ser fornecido à água, em joules;
b) o trabalho de expansão que ela realizará contra a atmosfera;

A minha dúvida é em relação a questão b, a resolução que encontrei está da seguinte forma:

[latex]\\P.V_F = n.R.T_F = \frac{m}{M}.R.T_F\\ (1 atm).V_F= \left ( \frac{1000g}{18 g/mol} \right ).0,082 \frac{atm.litro}{mol.K}.(100+273).K[/latex]

[latex]V_F = 1,7m^3[/latex]

[latex]\tau_{isob} = P\Delta V = P.(V_F-V_i) = 10^5 N/m^2.(1,7 - 0,01)m^3 \newline \tau_{isob} \approx 1,7 \times 10^5 J[/latex]

Porém, quando fui resolver pensei em utilizar [latex]\tau = n.R\Delta.T[/latex], entretanto, como não há variação de temperatura, o trabalho seria igual a zero. Por que nesse caso, mesmo se tratando de uma transformação isobarica, não é possível utilziar a relação [latex]\tau = n.R\Delta.T[/latex] ?

por **Leonardo Mariano** Dom 05 Dez 2021, 10:21

Comece da fórmula inicial para ver se realmente a forma como você está pensando é válida:
Para uma transformação isobárica:
[latex] W = P_{op}. \Delta V = P_{op}\left ( V_f - V_i \right ) = P_{op}\left (\frac{nRT_f}{P_f} - V_i \right )
= nRT_f - P_{op}V_i [/latex]
[latex] \therefore W = \frac{1000g}{18g.mol^{-1}}.\frac{8,31J}{mol.K}.373K - \frac{10^5N}{m^2}.10^{-3}m^3 =1,72.10^5J [/latex]

Utilizar a forma que você pensou seria substituindo a equação de clapeyron no termo Pop.Vi do estado inicial, o que não pode ocorrer pois não é um gás, e sim água líquida.

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