Determine a fase para as seguintes substâncias utilizando as tabelas termodinâmicas:
Água:
Água:
Passo 1
Dados fornecidos pelo enunciado:
Pergunta do enunciado: determinar a fase (estado: líquido comprimido / mistura saturada / vapor superaquecido) da água para esses valores de temperatura e pressão.
Passo 2
Conceito importante (explicação didática): a linha de saturação relaciona temperaturas e pressões nas quais líquido e vapor coexistem. Existem duas formas práticas de usar as tabelas:
- olhar a pressão de saturação correspondente à temperatura dada:
; - olhar a temperatura de saturação correspondente à pressão dada:
.
Regra de decisão (fácil de aplicar na prova): - se
então a fase é líquido comprimido (sub-resfriado); - se
então é mistura saturada (líquido e vapor coexistindo); - se
então é vapor (possivelmente superaquecido).
Vou aplicar essa regra usando as tabelas de água saturada.
Passo 3
Uso da tabela de água saturada (tabela de pressão de saturação em função da temperatura). O valor da pressão de saturação à temperatura de
é (valor retirado das tabelas termodinâmicas de água saturada):
Passo 4
Comparo a pressão fornecida com a pressão de saturação à mesma temperatura:
Como
pela regra de decisão a água está no estado de líquido comprimido (também chamado de sub-resfriado) à condição dada. Explicação física curta: a pressão é suficientemente alta para manter a água no estado líquido mesmo à temperatura
.
Passo 5
Verificação alternativa (mesma conclusão, caminho invertido): consultar a tabela que dá a temperatura de saturação para cada pressão. O valor da temperatura de saturação à pressão de
é (valor das tabelas):
Como
a temperatura real está abaixo da temperatura na qual ocorreria ebulição a
, portanto a água está líquida (comprimida).
Passo 6
O que significa “líquido comprimido / sub-resfriado” na prática de prova:
- é um líquido cuja temperatura está abaixo da temperatura de saturação correspondente à pressão atual;
- para obter propriedades (por exemplo, volume específico
ou entalpia ) muitas vezes, se o estado estiver relativamente próximo à saturação, pode-se aproximar usando os valores de líquido saturado à mesma temperatura (ou recorrer às tabelas de líquido comprimido se disponível); - regra prática: primeiro identifique a fase pela comparação acima; só depois busque valores numéricos nas tabelas apropriadas.
Resposta
Líquido comprimido (sub-resfriado).