Comprendre les concepts

* Vaporisation: C'est le processus d'un liquide qui se transforme en gaz.

* travail effectué: Dans la thermodynamique, les travaux effectués par un système sont l'énergie transférée par le système en raison d'un changement de volume. Pour un gaz idéal, cela est calculé comme:

* W =-pΔv (où p est la pression et ΔV est le changement de volume)

* Loi sur les gaz idéaux: PV =NRT (où P est la pression, V est le volume, n est les moles, R est la constante de gaz idéale et T est la température)

Calculs

1. Déterminez le volume initial:

* Étant donné que l'eau est un liquide, nous pouvons ignorer son volume initial.

2. Déterminez le volume final (volume de vapeur d'eau):

* Utilisez la loi sur le gaz idéal pour trouver le volume de 1 mole de vapeur d'eau à 273 K et 1 atm pression.

* V =(nrt) / p =(1 mol * 0,0821 l · atm / mol · k * 273 k) / 1 atm ≈ 22,4 l

3. Calculez le changement de volume:

* ΔV =volume final - Volume initial ≈ 22,4 l - 0 l =22,4 L

4. Calculer le travail effectué:

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

Conversion en joules

* 1 l · atm =101,325 J

* Par conséquent, w ≈ -22.4 L · atm * 101.325 J / L · atm ≈ -2270 J

Remarque importante: Ce calcul suppose que le processus de vaporisation se produit à une pression constante (isobare).

Conclusion

Le travail effectué lorsque 1 mole d'eau se vaporise contre la pression atmosphérique à 273 K est d'environ -2270 J. Le signe négatif indique que le travail est effectué * par * le système (la vapeur d'eau) sur l'environnement (l'atmosphère).