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.