A água expande-se ao congelar. Uma amostra de 100 g\pu{100 g} de água congela a 0 °C\pu{0 \degree C} e estoura um cano que exerce pressão oposta de 1080 atm\pu{1080 atm}.

Assinale a alternativa que mais se aproxima do trabalho realizado pela amostra de água.

Dados

  • ρ(HX2O, l)=1,00 gcm3\rho(\ce{H2O,l}) = \pu{1,00 g//cm3}
  • ρ(HX2O, s)=0,90 gcm3\rho(\ce{H2O,s}) = \pu{0,90 g//cm3}
Gabarito 3A.04
Cálculo do volume inicial (água líquida).

De V=m/ρ,V = m/\rho, V1=100 g1,0 g ⋅ mL=0,10 L V_1 = \frac{ \pu{100 g} }{ \pu{1,0 g.mL} } = \pu{0,10 L}

Etapa 2. Cálculo do volume final (água sólida).

De V=m/ρ,V = m/\rho, V1=100 g0,9 g ⋅ mL=0,11 L V_1 = \frac{ \pu{100 g} }{ \pu{0,9 g.mL} } = \pu{0,11 L}

Etapa 3. Cálculo do trabalho.

De W=PextΔV,W = P_\mathrm{ext}\Delta V, W=1070 atm×(0,11 L−0,10 L)=12 atm ⋅ L=1,2 kJ W = \pu{1070 atm} \times (\pu{0,11 L} - \pu{0,10 L}) = \pu{12 atm.L} = \boxed{ \pu{1,2 kJ} }