Ed
há 6 meses
No ponto triplo da água, temos as três fases: sólida (gelo), líquida (água) e vapor. Vamos considerar as informações dadas: 1. Massa total de água: 1 kg. 2. Volume da fase líquida (V_l) é igual ao volume da fase sólida (V_s). 3. Volume da fase vapor (V_v) é igual a 104 vezes o volume da fase líquida: \( V_v = 104 \times V_l \). Vamos definir as massas de cada fase: - Massa da fase sólida (gelo): \( m_s \) - Massa da fase líquida (água): \( m_l \) - Massa da fase vapor: \( m_v \) Sabemos que a soma das massas é igual a 1 kg: \[ m_s + m_l + m_v = 1 \, \text{kg} \] Como o volume da fase sólida é igual ao da fase líquida, podemos dizer que: \[ V_s = V_l \] E, como o volume do vapor é 104 vezes o volume da fase líquida: \[ V_v = 104 \times V_l \] Agora, usando a densidade da água e do gelo: - Densidade da água (líquida) é aproximadamente \( 1000 \, \text{kg/m}^3 \). - Densidade do gelo é aproximadamente \( 917 \, \text{kg/m}^3 \). - Densidade do vapor de água é muito menor, mas para simplificar, vamos considerar que a massa do vapor é muito pequena em comparação com as outras fases. Para encontrar as massas, podemos usar a relação entre volume e massa: - Para a fase líquida: \( m_l = \rho_l \times V_l = 1000 \times V_l \) - Para a fase sólida: \( m_s = \rho_s \times V_s = 917 \times V_l \) - Para a fase vapor: \( m_v = \rho_v \times V_v \) (a densidade do vapor é muito baixa, mas vamos considerar a relação). Substituindo na equação da massa total: \[ 917 \times V_l + 1000 \times V_l + m_v = 1 \] Como \( V_v = 104 \times V_l \), a massa do vapor pode ser expressa como: \[ m_v = \rho_v \times (104 \times V_l) \] Para simplificar, podemos considerar que a maior parte da massa está nas fases líquida e sólida, e o vapor é uma fração menor. Assim, podemos resolver a equação considerando que a maior parte da massa está nas fases líquida e sólida. Por fim, você pode fazer uma aproximação e considerar que a massa do vapor é muito pequena, e assim, a maior parte da massa se distribui entre as fases líquida e sólida. Se precisar de um valor exato, você pode fazer uma análise mais detalhada, mas a ideia geral é que a massa se distribui entre as três fases, com a maior parte na fase líquida e sólida.
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Ed
ano passado
No ponto triplo, a água coexiste nas fases sólida, líquida e vapor. Sabendo que o volume da fase líquida é igual ao volume da fase sólida e que o volume da fase vapor é igual a 104 vezes o da fase líquida, podemos determinar as massas de água em cada fase. Como a massa total é de 1kg, a massa de água na fase líquida e na fase sólida será de 1/3 kg cada, enquanto na fase vapor será de 104/3 kg.
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