Resposta:

Para resolver esse problema, podemos usar as equações termodinâmicas relacionadas à entalpia, entropia, trabalho e calor. Vamos calcular cada uma delas:

Primeiro, vamos calcular a quantidade de calor necessária para vaporizar os 100g de benzeno:

Q = m x ∆Hvap

Onde:

m = 100g (massa de benzeno)

∆Hvap = 94,4 cal/g (calor latente de vaporização)

Substituindo os valores na fórmula, temos:

Q = 100g x 94,4 cal/g

Q = 9440 cal

Portanto, a quantidade de calor necessária para vaporizar os 100g de benzeno é de 9440 cal.

Agora, vamos calcular o trabalho realizado durante a vaporização. Como o processo é reversível e isobárico (ocorre à pressão constante), temos:

W = -P∆V

Onde:

P = pressão constante (1 atm)

∆V = variação de volume

Como o volume molar do líquido é desprezível em relação ao vapor, podemos considerar que o ∆V é igual ao volume molar do vapor. Usando a equação dos gases ideais, podemos calcular o volume molar do vapor de benzeno:

PV = nRT

Onde:

P = 1 atm (pressão)

V = volume molar do vapor (a ser calculado)

n = m/M (número de mols)

R = 0,08206 L.atm/K.mol (constante dos gases)

T = 80,1 + 273,15 = 353,25 K (temperatura em Kelvin)

Substituindo os valores na fórmula, temos:

V = nRT/P

n = m/M = 100g/78g/mol = 1,282 mol

V = 1,282 x 0,08206 x 353,25 / 1

V = 34,2 L/mol

Como temos 100g de benzeno, que correspondem a 100/78 = 1,282 mol, o volume ocupado pelo vapor será:

∆V = 1,282 mol x 34,2 L/mol = 43,9 L

Substituindo os valores na fórmula do trabalho, temos:

W = -1 atm x 43,9 L

W = -43,9 atm.L

Portanto, o trabalho realizado durante a vaporização é de -43,9 atm.L.

Agora, podemos calcular a variação de energia interna (AE) do sistema, que é igual a zero, pois o processo é reversível e isobárico.

AE = 0

Por fim, podemos calcular a variação de entalpia (AH) do sistema, que é igual ao calor fornecido (Q), já que não há variação de energia interna.

AH = Q

AH = 9440 cal

Portanto, a variação de entalpia durante a vaporização do benzeno é de 9440 cal.

Explicação:

Bons Estudos!!