Um certo líquido tem ΔvapH = 22,0 kJ.mol-1. Calcule q, w, ΔH e ΔU quando vaporizam-se 0,73 mol do líquido a 350 K e 750 Torr.

Para resolver essa questão, vamos usar as seguintes relações: 1. Calor absorvido durante a vaporização (q): \[ q = n \times \Delta_{vap}H \] Onde: - \( n = 0,73 \, \text{mol} \) - \( \Delta_{vap}H = 22,0 \, \text{kJ/mol} \) Calculando \( q \): \[ q = 0,73 \, \text{mol} \times 22,0 \, \text{kJ/mol} = 16,06 \, \text{kJ} \] 2. Trabalho (w): O trabalho realizado durante a vaporização pode ser calculado pela fórmula: \[ w = -P \Delta V \] Para um gás ideal, podemos usar a relação: \[ \Delta V = nRT/P \] Onde: - \( R = 8,314 \, \text{J/(mol K)} \) (ou \( 0,008314 \, \text{kJ/(mol K)} \)) - \( T = 350 \, \text{K} \) - \( P = 750 \, \text{Torr} = 750/760 \, \text{atm} \approx 0,9868 \, \text{atm} \) Calculando \( \Delta V \): \[ \Delta V = \frac{0,73 \, \text{mol} \times 0,008314 \, \text{kJ/(mol K)} \times 350 \, \text{K}}{0,9868 \, \text{atm}} \approx 0,0205 \, \text{kJ} \] Agora, calculando \( w \): \[ w = -P \Delta V = -0,9868 \, \text{atm} \times 0,0205 \, \text{kJ} \approx -0,0202 \, \text{kJ} \] 3. Variação de entalpia (ΔH): Como a vaporização é um processo endotérmico, temos: \[ \Delta H = q = 16,06 \, \text{kJ} \] 4. Variação de energia interna (ΔU): A relação entre ΔH e ΔU é dada por: \[ \Delta H = \Delta U + P \Delta V \] Portanto: \[ \Delta U = \Delta H - P \Delta V \] Substituindo os valores: \[ \Delta U = 16,06 \, \text{kJ} - (-0,0202 \, \text{kJ}) \approx 16,08 \, \text{kJ} \] Resumindo: - \( q \approx 16,06 \, \text{kJ} \) - \( w \approx -0,0202 \, \text{kJ} \) - \( \Delta H \approx 16,06 \, \text{kJ} \) - \( \Delta U \approx 16,08 \, \text{kJ} \)