Veja como calcular o trabalho realizado quando 1 mole de água vaporiza contra a pressão atmosférica:

Entendendo os conceitos

* Vaporização : Este é o processo de um líquido que se transforma em um gás.
* Trabalho feito: Na termodinâmica, o trabalho realizado por um sistema é a energia transferida pelo sistema devido a uma mudança de volume. Para um gás ideal, isso é calculado como:
* W =-pΔv (onde p é pressão e ΔV é a mudança de volume)
* Lei de gás ideal: Pv =nrt (onde p é pressão, v é volume, n é moles, r é a constante de gás ideal e t é a temperatura)

cálculos

1. Determine o volume inicial:
* Como a água é um líquido, podemos ignorar seu volume inicial.

2. Determine o volume final (volume de vapor de água):
* Use a lei de gás ideal para encontrar o volume de 1 mole de vapor de água a 273 K e 1 atm a pressão.
* V =(nrt)/p =(1 mol * 0,0821 l · atm/mol · k * 273 k)/1 atm ≈ 22,4 l

3. Calcule a mudança no volume:
* ΔV =volume final - volume inicial ≈ 22,4 L - 0 L =22,4 L

4. Calcule o trabalho realizado:
* W =-pΔV =-(1 atm) * (22,4 L) ≈ -22,4 L · atm

conversão em joules

* 1 l · atm =101.325 j
* Portanto, w ≈ -22,4 l · atm * 101.325 j/l · atm ≈ -2270 j

Nota importante: Este cálculo assume que o processo de vaporização ocorre a pressão constante (isobárica).

Conclusão

O trabalho realizado quando 1 mole de água vaporiza contra a pressão atmosférica a 273 K é de aproximadamente -2270 J. O sinal negativo indica que o trabalho é realizado * pelo * o sistema (o vapor de água) nos arredores (a atmosfera).