Defina pressão de vapor, pressão parcial de vapor, pressão total, ponto de bolha, ponto de orvalho, vapor superaquecido, vapor saturado, líquido sub-resfriado e líquido saturado.
Passo 1
O enunciado pede várias definições relacionadas ao equilíbrio líquido-vapor em termodinâmica: pressão de vapor de uma substância pura, pressão parcial de vapor de um componente em mistura, pressão total de uma mistura, ponto de bolha, ponto de orvalho, vapor superaquecido, vapor saturado, líquido sub-resfriado e líquido saturado. Para isso vamos recorrer aos conceitos de equilíbrio de fases e à lei de Dalton para misturas de gases.
Passo 2
Pressão de vapor é a pressão exercida pelo vapor de uma substância pura quando está em equilíbrio dinâmico com sua fase líquida à temperatura e volume dados. Ou seja, em equilíbrio, a taxa de evaporação iguala a taxa de condensação, e o vapor alcança uma pressão característica chamada pressão de vapor, que depende só da temperatura.
Passo 3
Pressão parcial de vapor de um componente
em uma mistura é a pressão que esse componente exercer ia se ocupasse sozinho o volume total, à mesma temperatura. Denotamos essa pressão por
. A pressão total da mistura de vapores obedece à lei de Dalton, isto é,
Passo 4
Ponto de bolha é a condição (normalmente temperatura a dada pressão) na qual uma mistura líquida começa a formar a primeira bolha de vapor. No ponto de bolha, a fase líquida está saturada e em equilíbrio com um vapor cuja composição normalmente difere da do líquido. Ponto de orvalho é o oposto: é a temperatura, a dada pressão, em que o vapor começa a formar a primeira gota de líquido; nesse instante o vapor está saturado e em equilíbrio com um líquido inicial.
Passo 5
Vapor saturado é o vapor que está exatamente na condição de equilíbrio com o líquido (situa-se no ponto de orvalho) à pressão dada. Se aquecermos esse vapor para uma temperatura acima da temperatura de saturação à mesma pressão, ele se torna vapor superaquecido, ou seja, sem qualquer gota de líquido e com temperatura maior que a de equilíbrio.
Passo 6
Líquido saturado é o líquido que está exatamente em equilíbrio com seu vapor (situa-se no ponto de bolha) à pressão dada. Se resfriarmos esse líquido abaixo da temperatura de saturação à mesma pressão, ele se torna líquido sub-resfriado ou comprimido, pois está abaixo da temperatura na qual começaria a ebulição.
Resposta
pressão de vapor: pressão do vapor de uma substância pura em equilíbrio com seu líquido à dada temperatura.
pressão parcial de vapor: pressão que o componente exerceria isoladamente no volume total, à mesma temperatura.
pressão total: soma das pressões parciais, .
ponto de bolha: temperatura (ou condição) em que o líquido forma a primeira bolha de vapor.
ponto de orvalho: temperatura (ou condição) em que o vapor forma a primeira gota de líquido.
vapor saturado: vapor em equilíbrio com o líquido à pressão dada.
vapor superaquecido: vapor sem líquido presente e com temperatura acima da de saturação.
líquido saturado: líquido em equilíbrio com o vapor à pressão dada.
líquido sub-resfriado: líquido com temperatura abaixo da de saturação à mesma pressão.
pressão parcial de vapor: pressão que o componente
pressão total: soma das pressões parciais,
ponto de bolha: temperatura (ou condição) em que o líquido forma a primeira bolha de vapor.
ponto de orvalho: temperatura (ou condição) em que o vapor forma a primeira gota de líquido.
vapor saturado: vapor em equilíbrio com o líquido à pressão dada.
vapor superaquecido: vapor sem líquido presente e com temperatura acima da de saturação.
líquido saturado: líquido em equilíbrio com o vapor à pressão dada.
líquido sub-resfriado: líquido com temperatura abaixo da de saturação à mesma pressão.