Um cilindro contém água líquida e vapor em equilíbrio a 200 kPa .
(b) Se a pressão no cilindro for aumentada, a temperatura de saturação aumenta ou diminui? Explique.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado nos diz que temos um cilindro com água líquida e vapor em equilíbrio a 200 kPa. Nosso objetivo aqui é entender o que acontece com a temperatura de saturação se aumentarmos a pressão no cilindro. Para resolver isso, vamos precisar conhecer um pouco sobre as propriedades da água em equilíbrio líquido-vapor e como a pressão influencia a temperatura de saturação.

Passo 2

Primeiro, vamos esclarecer o que é temperatura de saturação. É a temperatura na qual a água começa a vaporizar ou onde o vapor começa a condensar, dependendo das condições. Em outras palavras, é a temperatura na qual as fases líquida e vapor coexistem em equilíbrio para uma dada pressão.

Passo 3

Agora, vamos falar sobre a relação entre pressão e temperatura de saturação. Essa relação é representada pelo diagrama de fases da água. Nesse diagrama, sabemos que, à medida que a pressão aumenta, a temperatura de saturação também aumenta. Isso significa que para pressões mais altas, a água precisa de uma temperatura maior para que ocorra a vaporização.

Passo 4

Para entender melhor, pense assim: quando você aumenta a pressão sobre a água, as moléculas ficam mais comprimidas, dificultando a passagem delas para a fase vapor. Por isso, é necessário fornecer mais energia térmica (aumentar a temperatura) para que as moléculas consigam escapar para o vapor, mantendo o equilíbrio entre as fases.

Passo 5

Então, aplicando esse entendimento ao nosso problema: se a pressão no cilindro aumentar, a temperatura de saturação da água também vai aumentar. Isso significa que a água vai precisar de uma temperatura mais alta para permanecer em equilíbrio entre as fases líquida e vapor.

Resposta

Aumentando a pressão no cilindro, a temperatura de saturação da água aumenta.

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