Calcule a energia necessária para vaporizar completamente 18,0 g de água líquida a 100 °C. Considere a equação…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Realizar previsões, avaliar intervenções e/ou construir protótipos de sistemas térmicos que visem à sustentabilidade, considerando sua composição e os efeitos das variáveis termodinâmicas sobre seu funcionamento, considerando também o uso de tecnologias digitais que auxiliem no cálculo de estimativas e no apoio à construção dos protótipos.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Calcule a energia necessária para vaporizar completamente 18,0 g de água líquida a 100 °C. Considere a equação H2O(l) ? H2O(g) e ?Hvap = 40,7 kJ·mol?¹.
- A) 20,5 kJ
- B) 60,0 kJ
- C) 40,7 kJ
- D) 18,0 kJ
- E) 100,0 kJ
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique o que a questão pede. Queremos a energia para vaporizar completamente uma massa de água líquida a 100 °C, dada pela entalpia de vaporização, ΔHvap = 40,7 kJ/mol. Como o valor está por mol, a massa precisa ser convertida em quantidade de matéria.
- Calcule a quantidade de matéria. A massa molar da água é M(H2O) = 2 × 1,0 + 16,0 = 18,0 g/mol. Logo, n = m/M = 18,0 g / 18,0 g/mol = 1,00 mol.
- Calcule a energia. Como a vaporização absorve energia, Q = n × ΔHvap = 1,00 mol × 40,7 kJ/mol = 40,7 kJ. A alternativa correta é a C, que coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas. A) 20,5 kJ é a metade do valor correto, o que ocorreria se a massa correspondesse a meio mol. B) 60,0 kJ não corresponde a nenhum cálculo com os dados do enunciado. D) 18,0 kJ é apenas a massa em gramas, sem conversão para mol nem uso da entalpia. E) 100,0 kJ usa a temperatura de 100 °C como se fosse energia.
- Conclusão. A energia necessária é 40,7 kJ, pois 18,0 g de água equivalem a 1 mol e cada mol exige 40,7 kJ para vaporizar.
💡 Dica: Calcule a quantidade de mols de água e multiplique pela entalpia de vaporização.
Alternativa por alternativa
Provavelmente dividiu a entalpia por 2, achando que 18,0 g correspondem a meio mol de água. Pode ter confundido a massa molar da água com um valor maior, como 36 g/mol.
Por que engana: Confundir a quantidade de água em gramas com a quantidade em mols, não convertendo corretamente para mols antes de aplicar a equação de calor.
Provavelmente multiplicou ou somou valores do enunciado de forma arbitrária, supondo que a energia depende diretamente da massa em gramas ou da temperatura. Não há relação física que leve a 60,0 kJ.
n = 18,0 g / 18,0 g·mol?¹ = 1,0 mol; q = n·?Hvap = 1,0·40,7 kJ = 40,7 kJ.
Tomou a massa de 18,0 g como se fosse a energia em kJ, sem converter a massa em mol e sem multiplicar pela entalpia de vaporização.
Usou a temperatura de 100 °C como se fosse a energia pedida, deixando de aplicar a entalpia de vaporização e a conversão de massa em mol.
Raio-X da questão
vaporização da água
avaliacao
cálculo de mols · entendimento de calor de vaporização
Revisar a relação entre massa, mols e entalpia de vaporização.
Confundir a quantidade de água em gramas com a quantidade em mols, não convertendo corretamente para mols antes de aplicar a equação de calor.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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