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a) Tabela com os dados experimentais com os valores crescentes de temperatura: Tabela 1 – Dados experimentais lidos e corrigidos No procedimento descrito, as leituras deveriam ocorrer na temperatura decrescente a partir de 80ºC até 50ºC, totalizando 7 medições, porém o volume aprisionado durante o aquecimento ultrapassou o limite da escala da proveta antes de atingir a temperatura da primeira medição. Portanto, desligou-se o sistema de aquecimento e esperou-se que o volume aprisionado atingisse novamente a escala de medição da proveta, então registrou-se essa temperatura, 73,5ºC, e a partir dela foram feitas as medidas, o que resultou em apenas 5 medições. b) Cálculo da quantidade de matéria de ar aprisionado na proveta: Para tal etapa, considerou-se a pressão do ar aprisionado (par seco) igual à pressão atmosférica local no momento do experimento, a qual foi de 688,33mmHg ou 0,905atm. Além disso, resfriou-se o sistema montado à uma temperatura entre 0ºC e 5ºC, no caso do experimento 4ºC, pois assume-se que, nessa temperatura mínima, a pressão de vapor d´água é desprezível (e, consequentemente a quantidade de matéria de água como vapor), comparada à pressão do ar seco nessa temperatura. Logo, 𝑛𝑎𝑟 𝑠𝑒𝑐𝑜 = 𝑝𝑎𝑟 𝑠𝑒𝑐𝑜𝑉𝑎𝑝𝑟𝑖𝑠𝑖𝑜𝑛𝑎𝑑𝑜 𝑐𝑜𝑟𝑟𝑖𝑔𝑖𝑑𝑜 𝑅𝑇 𝑛𝑎𝑟 𝑠𝑒𝑐𝑜 = 0,90 𝑥 4,6𝑥10−3 0,082 𝑥 277,15 𝑛𝑎𝑟 𝑠𝑒𝑐𝑜 = 1,8𝑥10 −4 𝑚𝑜𝑙 c) Cálculo da pressão de vapor a cada temperatura: Para cada temperatura, usou-se sempre o número de moles de ar seco previamente calculado, logo para a temperatura de 53,5 ºC (326,65 K), temos, NOME: Augusto Bach Ferreira, Jonathan Felipe Ricardo, Neidyérika Lemes Alves DISCIPLINA: Termodinâmica TURMA: B RELATÓRIO: PRESSÃO DE VAPOR DE UM LÍQUIDO UNIVERSIDADE ESTADUAL DE PONTA GROSSA - UEPG SETOR DE CIÊNCIAS EXATAS E NATURAIS DEPARTAMENTO DE QUÍMICA LICENCIATURA EM QUÍMICA q / C T / K V aprisionado lido / mL V aprisionado corrig ido / mL Dado 1 4,00 277,15 4,80 4,60 Dado 2 53,50 326,65 6,80 6,60 Dado 3 58,50 331,65 7,20 7,00 Dado 4 63,50 336,65 7,80 7,60 Dado 5 68,50 341,65 8,80 8,60 Dado 6 73,50 346,65 10,00 9,80 𝑝𝑎𝑟 𝑠𝑒𝑐𝑜 = 𝑛𝑎𝑟 𝑠𝑒𝑐𝑜𝑅𝑇 𝑉𝑎𝑝𝑟𝑖𝑜𝑠𝑖𝑜𝑛𝑎𝑑𝑜 𝑐𝑜𝑟𝑟𝑖𝑔𝑖𝑑𝑜 𝑝𝑎𝑟 𝑠𝑒𝑐𝑜 = 1,8𝑥10−4 𝑥 0,082 𝑥 326,65 0,0066 𝑝𝑎𝑟 𝑠𝑒𝑐𝑜 = 0,74 𝑎𝑡𝑚 Com este valor pôde-se calcular a pressão de vapor (pvap) de cada temperatura considerando paprisionado como a pressão local no momento do experimento, logo, 𝑝𝑎𝑝𝑟𝑖𝑠𝑖𝑜𝑛𝑎𝑑𝑜 = 𝑝𝑎𝑟 𝑠𝑒𝑐𝑜 + 𝑝𝑣𝑎𝑝 𝑝𝑣𝑎𝑝 = 0,90 − 0,740 𝑝𝑣𝑎𝑝 = 0,16𝑎𝑡𝑚 Repetiram-se os mesmos cálculos para as demais temperaturas, os resultados estão na Tabela 2, Tabela 2 – Valores de par seco e pvap para cada temperatura d) Gráfico da pressão de vapor contra a temperatura: q / C T / K V aprisionado lido / mL V aprisionado corrig ido / mL p ar seco / atm p vap / atm Dado 1 4,00 277,15 4,80 4,60 - - Dado 2 53,50 326,65 6,80 6,60 0,74 0,16 Dado 3 58,50 331,65 7,20 7,00 0,71 0,19 Dado 4 63,50 336,65 7,80 7,60 0,67 0,24 Dado 5 68,50 341,65 8,80 8,60 0,60 0,31 Dado 6 73,50 346,65 10,00 9,80 0,53 0,37 Dado 7 4,00 277,15 4,80 4,60 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 325,00 330,00 335,00 340,00 345,00 350,00 P re ss ão d e va p o r Temperatura e) Gráfico do logaritmo do valor numérico da pressão de vapor contra o inverso da temperatura absoluta: Calculou-se primeiramente o logaritmo da pressão de vapor para o primeiro dado, log 𝑝𝑣𝑎𝑝 = 𝑥 log 0,16 = −0,79 Na sequência calculou-se o inverso da temperatura absoluta para o primeiro dado, dessa forma, 1 𝑇 = 𝑥 1 326,65 = 3,06𝑥10−3 Repetiram-se os cálculos para os demais dados, obteve-se então os dados conforme a Tabela 3, Tabela 3 – Valores de log pvap e inverso de temperatura O Dado 1 refere-se a temperatura de 4ºC, sendo desconsiderado. Assim obteve-se o gráfico e a regressão linear, T -1 / K -1 log (p vap ) Dado 1 - - Dado 2 0,00306 -0,79 Dado 3 0,00302 -0,71 Dado 4 0,00297 -0,62 Dado 5 0,00293 -0,51 Dado 6 0,00288 -0,43 y = -2,11E+03x + 5,66E+00 R² = 9,96E-01 -0,90 -0,80 -0,70 -0,60 -0,50 -0,40 -0,30 -0,20 -0,10 0,00 0,00285 0,00290 0,00295 0,00300 0,00305 0,00310 lo g (p va p ) T-1/ K-1 f) O valor de vpzH segundo os seus dados experimentais: Sabe-se que: Δ𝐻𝑣𝑎𝑝 = 2,303 𝑥 𝑅 𝑥 𝑎 Onde a é o coeficiente angular da regressão linear, o R é a constante universal dos gases perfeitos e 2,303 é a constante da integração feita a partir da equação de Clausius- Clapeyron. Logo, Δ𝐻𝑣𝑎𝑝 = −(2,303 𝑥 𝑅 𝑥 𝑎) Δ𝐻𝑣𝑎𝑝 = −(2,303 𝑥 8,314 𝑥 (−2,11𝑥10 3)) Δ𝐻𝑣𝑎𝑝 = +40,4𝑘𝐽/𝑚𝑜𝑙𝐾
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