Question

(Esc. Naval) Considere que 0,40 gramas de água vaporize isobaricamente à pressão atmosférica. Sabendo que, nesse processo, o volume ocupado pela água varia de 1,0 litro, pode-se afirmar que a variação da energia interna do sistema, em kJ, vale:

(Dados: calor latente de vaporização da água = $2,3\cdot10^6$ J/kg;
Conversão: 1 atm = $1,0\cdot10^5$Pa).

a) -1,0
b) -0,92
c) 0,82
d) 0,92
e) 1,0

Answer 1

Os dados sairam meio desconfigurados no app. Mas, ok.
Você pode usar o diagrama de Clapeyron para determinar o trabalho na expansão volumétrica, seria igual a área em número (se preferir):

τ=p.ΔV

1l=0,001m³ e 1 atm=1.10^5Pa
τ=1.10¯³.1.10^5
τ=1.10²

O calor necessário para a mudança de estado é:
Q=m.L
A massa deve ser em Kg, 0,4g=0,0004Kg ou 4.10^-4.
Espero que esteja correto esse valor, pois aí na pergunta só aparece números e símbolos para o calor latente: L=2,3.10^6
Q=mL
Q=4.10^-4.2,3.10^6
Q=9,2.10².

Agora é só usar a Primeira Lei da Termodinâmica e converter para kJ:

ΔU=Q-τ
ΔU=9,2.10²-1.10²
ΔU=920-100
ΔU=820J

1000J=1kJ
820= X kJ
820/1000= kJ
0,82kJ=ΔU

Letra c).

Answer 2

Podemos afirmar que afirmar que a variação da energia interna do sistema, em kJ, vale: c) 0,82 .

• Para responder esse tipo de questão, você poderá se basear no diagrama de Clapeyron para determinar o trabalho na expansão volumétrica, que seria igual a área em número, veja:

τ=p.ΔV

substituindo os valores, teremos que:

1l=0,001m³ e 1 atm=1.10^5Pa

τ=1.10¯³.1.10^5

τ=1.10²

• O calor necessário para a mudança de estado é dado por:

Q=m.L

m: massa = 0,4g=0,0004Kg ou 4.10^-4.

calor latente: L=2,3.10^6

sendo assim, teremos que:

Q= m* L

Q=4.10^-4.2,3.10^6

Q=9,2.10².

• De acordo com a Primeira Lei da Termodinâmica:

ΔU=Q-τ

ΔU=9,2.10²-1.10²

ΔU=920-100

ΔU= 820 Joule

1000J= 1kJ

820= X kJ

820/1000= kJ

0,82kJ= ΔU

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