Comprensione dei concetti

* Vaporizzazione: Questo è il processo di un liquido che cambia in un gas.

* Lavoro fatto: In termodinamica, il lavoro svolto da un sistema è l'energia trasferita dal sistema a causa di una variazione di volume. Per un gas ideale, questo è calcolato come:

* W =-pΔV (dove p è pressione e ΔV è la variazione del volume)

* Legge ideale del gas: PV =NRT (dove p è pressione, V è volume, n è moli, r è la costante di gas ideale e t è la temperatura)

Calcoli

1. Determina il volume iniziale:

* Poiché l'acqua è un liquido, possiamo ignorare il suo volume iniziale.

2. Determina il volume finale (volume del vapore acqueo):

* Utilizzare la legge sul gas ideale per trovare il volume di 1 mole di vapore acqueo a 273 K e 1 atm.

* V =(NRT)/P =(1 mol * 0,0821 L · atm/mol · K * 273 K)/1 ATM ≈ 22,4 l

3. Calcola la modifica del volume:

* ΔV =volume finale - Volume iniziale ≈ 22,4 L - 0 L =22,4 L

4. Calcola il lavoro svolto:

* W =-pΔv =-(1 atm) * (22,4 l) ≈ -22,4 l · atm

Conversione in Joules

* 1 l · atm =101.325 j

* Pertanto, w ≈ -22,4 l · atm * 101.325 j/l · atm ≈ -2270 j

Nota importante: Questo calcolo presuppone che il processo di vaporizzazione si verifichi a pressione costante (isobarica).

Conclusione

Il lavoro svolto quando 1 mole di acqua vaporizza contro la pressione atmosferica a 273 K è di circa -2270 J. Il segno negativo indica che il lavoro viene eseguito * dal * sistema (il vapore acqueo) sull'ambiente circostante (l'atmosfera).