Um alimento sensível ao calor está sendo seco em um sistema onde a pressão parcial da água no ar de secagem é mantida constante em
. Para garantir a qualidade do produto, a temperatura da superfície do alimento não pode exceder
. Utilizando a Equação de Clausius-Clapeyron, determine a pressão de vapor da água no interior do alimento nessa temperatura. Considere que o calor latente de vaporização da água a
é de
e faça as mesmas aproximações do Exercício 1. A pressão de vapor da água pura a 100
é de
.
Passo 1
O enunciado pede a pressão de vapor da água pura no interior do alimento à temperatura de
, usando a Equação de Clausius–Clapeyron. Temos como dados:
– Pressão de saturação a :
,
.
– Calor latente de vaporização a :
,
.
Para resolver, vamos usar a forma integrada da Clausius–Clapeyron, assumindo vapor ideal e volume líquido desprezível.
– Pressão de saturação a
– Calor latente de vaporização a
Para resolver, vamos usar a forma integrada da Clausius–Clapeyron, assumindo vapor ideal e volume líquido desprezível.
Passo 2
A forma integrada da Clausius–Clapeyron que relaciona duas pressões de saturação é
onde
é a constante dos gases para vapor de água e
são as temperaturas absolutas em kelvin.
Passo 3
Calculamos a constante específica do vapor de água:
Passo 4
Passamos as temperaturas para kelvin:
Aplicando a fórmula:
Passo 5
Isolando
e exponenciando:
Resposta
A pressão de vapor da água no interior do alimento a
é aproximadamente
,
.