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Propriedades de Substncias PurasAula 02
Substncia PuraSubstncia que possui composio qumica invarivel e homognea. Pode existir em mais de uma fase.
Desde que no haja mudana de fase algumas misturas de fases podem ser consideradas com substncias puras. Exemplo: ar.
Substncia Simples e Compressvel
Substncias para as quais os efeitos de superfcie, eltricos e magnticos no so significativos.
Equilbrio entre fasesProcesso presso constante.
vapor saturado Lquido saturado
vapor saturado
Temperatura de saturao (T na qual ocorre a vaporizao a uma dada presso).
Presso de saturao (P na qual ocorre a vaporizao).
Lquido saturado a substncia existe como lquido na temperatura e presso de saturao.Lquido sub-resfriado ou comprimido lquido em uma temperatura menor que a de saturao para a presso considerada.
Vapor saturado a substncia existe como vapor na temperatura e presso de saturao. Vapor superaquecido vapor a uma temperatura maior que a de saturao.
Ttulo (ou Qualidade)Razo entre a massa de vapor e a massa total presente na vaporizao.
ttulo ( x)
mvapor mtotal
Exemplo 1Uma substncia pura apresenta uma massa de vapor de 0,2 kg e 0,9 kg de lquido durante o processo de vaporizao presso constante. Determine o ttulo nesta situao.Resposta. 0,1818 ou 18,2%.
Exemplo 2Durante a mudana de fase uma substncia apresenta ttulo de 40% e uma massa de vapor de 0,5 kg. Determine a massa lquida e a massa total dessa substncia presente no processo.Resposta. 0,75 kg e 1,25 kg.
Curva de presso de vaporPara cada presso de saturao h uma temperatura de saturao correspondente.
QuestoConsiderando que uma substncia pura no estado slido seja aquecido at vaporizar-se completamente sob presso constante, que afirmao pode-se fazer acerca do volume especfico durante esse processo?Resoluo.
slido > lquido > gs
slido < lquido < gs slido < lquido < gs
Resposta.
Diagrama Temperatura Volume (gua)P (MPa) A AB BC CD 0,1 0,1 0,1 0,1 T (C) 20 varivel 99,6 varivel Estado L L L+G G
Diagrama Temperatura - VolumeP (MPa) E EF FG GH 1 1 1 1 T (C) 20 varivel 179,9 varivel Estado L L L+G G
Diagrama Temperatura Volume Ponto CrticoLquido saturado e vapor saturado esto no mesmo estado e so indistinguveis. Presso crticaPcrtica = 22,09 MPa Tcrtica = 374,14 C
Temperatura crtica.
Regio Bifsical = volume especfico da parte lquida.v = volume especfico do vapor. x = ttulo O volume especfico mdio dado por = l + x.lv. lv = (v - l)
Regio Bifsica Diagrama T -
= l + x.lv
Diagrama T-
Ponto TriploH coexistncia das trs fases simultaneamente.
Diagrama do Gelo Seco
Diagrama de Fases da guaPara uma substncia podem existir vrios pontos triplos, no entanto, s h um ponto crtico.
Exerccio 1Um recipiente estanque contm uma mistura saturada com 0,1 m3 de lquido e 0,9 m3 de vapor de R-134a a 30 C. Determine a frao mssica de vapor.Resoluo.Frao mssica de vapor = ttulo (x)
Vlquido mlquido.l Vvapor mvapor.
x
mvapor mtotal
mvapor mlquido mvapor
Os valores de l e v so tabelados (l = 0,000843 m3/kg e v = 0,02671 m3/kg). Resposta. 22,1 %
Exerccio 2Deseja-se que a gua ferva a 105 C num recipiente de 15 cm de dimetro. Qual deve ser a massa da tampa desse recipiente, considerando Patm = 101kPa? Resposta. 35,7 kg.