Usando a forma integrada da equação de Clausius–Clapeyron, estime a entalpia molar de vaporização (?Hvap) da…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar as propriedades dos materiais para avaliar a adequação de seu uso em diferentes aplicações (industriais, cotidianas, arquitetônicas ou tecnológicas) e/ ou propor soluções seguras e sustentáveis considerando seu contexto local e cotidiano.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Usando a forma integrada da equação de Clausius–Clapeyron, estime a entalpia molar de vaporização (?Hvap) da água dada a pressão de vapor P1 = 23,8 mmHg a T1 = 25,0 °C e P2 = 42,2 mmHg a T2 = 35,0 °C. Use R = 8,314 J·mol?¹·K?¹ e converta temperaturas para K.
- A) ˜60 kJ·mol?¹
- B) ˜70 kJ·mol?¹
- C) ˜30 kJ·mol?¹
- D) ˜43,7 kJ·mol?¹
- E) ˜50 kJ·mol?¹
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Converter as temperaturas para kelvin: T1 = 25,0 + 273,15 = 298,15 K e T2 = 35,0 + 273,15 = 308,15 K. Passo 2: Usar a forma integrada de Clausius–Clapeyron: ln(P2/P1) = (ΔHvap/R) × (1/T1 - 1/T2), isolando ΔHvap = R × ln(P2/P1) / (1/T1 - 1/T2). Passo 3: Calcular o logaritmo natural da razão de pressões: P2/P1 = 42,2/23,8 = 1,773, e ln(1,773) = 0,5727. Passo 4: Calcular a diferença dos inversos das temperaturas: 1/298,15 - 1/308,15 = 0,0033540 - 0,0032452 = 0,00010884 K^-1. Passo 5: Substituir: ΔHvap = 8,314 × 0,5727 / 0,00010884 = 4,762 / 0,00010884 ≈ 43.700 J/mol, ou seja, cerca de 43,7 kJ/mol. Passo 6: Conferir o resultado: ele é coerente com a entalpia de vaporização conhecida da água (cerca de 40 a 44 kJ/mol), o que confirma a alternativa D. Passo 7: Por que as outras estão erradas: A (60 kJ/mol) e E (50 kJ/mol) superestimam o valor porque o cálculo foi feito com aproximação ou erro no intervalo de temperaturas; B (70 kJ/mol) é muito alta e não corresponde a nenhum passo correto da conta; C (30 kJ/mol) subestima o valor, típico de erro na escolha do logaritmo ou no cálculo da diferença dos inversos. O gabarito oficial D está correto.
💡 Dica: Converta as temperaturas para Kelvin antes de aplicar a equação.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente usa a diferença de temperaturas (10 K) em vez da diferença dos inversos 1/T1 - 1/T2, ou faz uma aproximação grosseira que superestima o denominador da equação.
O aluno erra o cálculo do logaritmo ou da diferença de inversos e obtém um valor alto, sem verificar a ordem de grandeza esperada para a entalpia de vaporização da água.
Por que engana: Confundir a conversão de temperaturas, não convertendo corretamente de Celsius para Kelvin antes de aplicar na equação.
O aluno pode ter usado logaritmo decimal (base 10) no lugar do logaritmo natural, o que reduz o valor do numerador e leva a um resultado subestimado.
ln(P2/P1)=0,572; 1/T2-1/T1=-0,00010885 K?¹; ?Hvap = -R·ln(P2/P1)/(1/T2-1/T1) ˜ 8,314·0,572/0,00010885 ˜ 4,37×104 J·mol?¹.
O aluno pode ter usado as temperaturas em Celsius ou aproximado os inversos de forma imprecisa, obtendo um denominador incorreto e um resultado arredondado para um valor redondo.
Raio-X da questão
entalpia de vaporização
avaliacao
equação de Clausius–Clapeyron · conversão de Celsius para Kelvin
Revisar a equação de Clausius–Clapeyron e conversão de unidades.
Confundir a conversão de temperaturas, não convertendo corretamente de Celsius para Kelvin antes de aplicar na equação.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
Questões parecidas com resolução
- Usando a equação de Clausius–Clapeyron, estime a pressão de vapor da água a 50 °C. Dado: P1 = 23,8 mmHg a 25 °C, ?Hvap =…
- Dados experimentais: a pressão de vapor de uma substância é P1 = 2,34 kPa a T1 = 290,0 K e P2 = 5,10 kPa a T2 = 310,0 K…
- Usando a equação de Clausius–Clapeyron, estime a temperatura de ebulição da água a P2 = 85,0 kPa. Considere ?Hvap =…
- Sabendo P1 = 101,325 kPa a 100°C (373,15 K) e ?Hvap = 40,7 kJ·mol^-1, calcule a pressão de vapor da água a 80°C (353,15…
- Usando a equação de Clausius–Clapeyron, estime a pressão de vapor do H2O a 350,0 K. Dados: P1 = 101,3 kPa a T1 = 373,0…
- Em uma estação de monitoramento ambiental, a água líquida é mantida em equilíbrio com seu vapor. A pressão de vapor…
🔎 Procurar outra questão
Procure no banco do GeraProva pelo tema ou por um trecho do enunciado. Cada questão já vem com resolução comentada e a análise de cada alternativa.
Professor: monte a prova com questões como esta, com gabarito e folha de respostas, em 30 segundos. Ver planos · Blog