Amônia a
e
encontra-se em qual estado, sabendo que a pressão de saturação
a
é
?
◯ Vapor Superaquecido
◯ Vapor Saturado
◯ Mistura de Líquido-Vapor
◯ Líquido Comprimido
◯ Vapor Superaquecido
◯ Vapor Saturado
◯ Mistura de Líquido-Vapor
◯ Líquido Comprimido
Passo 1
O enunciado fornece as seguintes informações (vou listar exatamente os valores dados):
- Substância: amônia.
- Temperatura:
. - Pressão do sistema:
. - Pressão de saturação à temperatura dada (pega do enunciado):
.
O que o problema pergunta: em qual dos quatro estados a amônia se encontra, escolhendo entre:
- Vapor Superaquecido
- Vapor Saturado
- Mistura de Líquido-Vapor
- Líquido Comprimido
Passo 2
O que é a pressão de saturação? Vou explicar devagar e com calma:
- A pressão de saturação
é a pressão na qual, à temperatura , o líquido puro e seu vapor estão em equilíbrio. Em outras palavras, se num sistema a temperatura for exatamente e a pressão for exatamente , pode haver coexistência de líquido e vapor (mistura) ou o fluido pode estar exatamente na fronteira saturada (líquido saturado ou vapor saturado). - Pelo contrário, se à mesma temperatura a pressão for diferente de
, o estado não pode ser uma mistura em equilíbrio de líquido e vapor: terá que estar totalmente líquido (subresfriado/comprimido) ou totalmente vapor (superaquecido), dependendo do sinal da diferença.
Passo 3
Regra prática que sempre uso na prova (decora, é útil):
- Se
então o estado é saturado (pode ser mistura líquido–vapor, ou exatamente líquido saturado ou vapor saturado dependendo de informação extra). - Se
então, àquela temperatura, a pressão é menor que a pressão necessária para manter equilíbrio com o líquido — não pode haver líquido em equilíbrio → o fluido está na fase de vapor e, como a pressão é menor que a de saturação, é vapor superaquecido. - Se
então o fluido está na região líquida (líquido comprimido ou sub-resfriado), porque para aquele a pressão é alta demais para coexistência com vapor.
Vou justificar rapidamente em palavras: imagine um líquido à temperatura
. Ele tende a evaporar até que a pressão do vapor alcance
. Se, no sistema, a pressão real for menor que
, qualquer gota de líquido tenderia a vaporizar totalmente — o estado está no lado do vapor.
Passo 4
Agora aplicando aos números do enunciado:
- Temos
. - Temos
.
Comparando numericamente:
Como
, pelo critério do passo anterior o fluido não pode estar em mistura nem em líquido comprimido — ele está em fase de vapor e, por estar abaixo da pressão de saturação para aquela temperatura, é vapor superaquecido.
Passo 5
Resumo didático rápido (para decorar e usar em outras questões):
-
→ Vapor Superaquecido. -
→ Estado Saturado (pode ser mistura ou ponto saturado). -
→ Líquido Comprimido (sub-resfriado).
Se na prova te derem temperatura e pressão, sempre compare com
(ou com
se der a pressão e a tabela/diagrama usar temperatura de saturação).
Resposta
Vapor Superaquecido