Veja como abordar calculando 'W' (trabalho) e 'delta e' (mudança na energia interna) quando uma toupeira de um líquido é vaporizada em seu ponto de ebulição:

suposições:

* pressão constante: Assumiremos que a vaporização ocorre à pressão atmosférica constante.
* Comportamento ideal do gás: Assumiremos que o vapor se comporta idealmente.

Conceitos -chave:

* trabalho (w): Nesse caso, o trabalho realizado deve -se à expansão contra a pressão atmosférica constante. Para um gás ideal, o trabalho é calculado como:`w =-p * delta v` where:
* `P` é a pressão externa (pressão atmosférica).
* `delta v` é a mudança de volume durante a vaporização.
* Energia interna (Delta E): Isso representa a mudança na energia total do sistema. Para um processo a pressão constante, ele pode estar relacionado à entalpia (delta h) por:`delta e =delta h - p * delta v`
* entalpia da vaporização (Delta HVAP): Essa é a quantidade de calor necessária para vaporizar uma toupeira de líquido em seu ponto de ebulição.

Cálculos:

1. trabalho (w):
* A mudança no volume (Delta V) é a diferença de volume entre o vapor e o líquido. Como o volume do líquido é insignificante em comparação com o volume de vapor, podemos aproximar `delta v` como o volume de uma toupeira do vapor.
* Usando a lei de gás ideal (`PV =nrt`), podemos calcular o volume do vapor:` v =nrt/p`.
* Substituindo a equação do trabalho:`W =-p * (nrt/p) =-nrt`
* Para uma toupeira (n =1):`w =-rt`.

2. Energia interna (Delta E):
* Usando o relacionamento `delta e =delta h - p * delta v`, podemos substituir:
* `delta e =delta hvap - (-nrt)`
* Para uma toupeira:`delta e =delta hvap + rt`

Pontos de chave:

* Sign Convenções: O trabalho realizado pelo sistema (expansão) é negativo.
* entalpia da vaporização: O valor de `delta hvap` é uma propriedade específica da substância e precisará ser procurada.
* Temperatura: A temperatura 'T' deve estar em Kelvin.

Exemplo:

Digamos que a entalpia da vaporização da água é de 40,7 kJ/mol e seu ponto de ebulição é de 100 ° C (373 K). Podemos calcular:

* `w =-rt =-(8,314 j/mol * k) * (373 k) =-3100 j/mol`
* `delta e =delta hvap + rt =(40,7 kJ/mol) + (8,314 j/mol * k) * (373 k) =43,6 kJ/mol`

Conclusão:

Quando uma toupeira de líquido é vaporizada em seu ponto de ebulição:

* O trabalho realizado pelo sistema (W) é negativo, indicando expansão.
* A mudança na energia interna (Delta E) é positiva, indicando que o sistema absorveu energia.

Deixe -me saber se você deseja calcular esses valores para uma substância específica!