Exemplo 3:
Os dados a seguir sāo de uma tabela de propriedades termodinâmicas do cloreto de metila
saturado:
Estado
Liquido
-40
6,878
0,01553
0,0
Vapor
0
18,90
4,969
196,23
Vapor
50
51,99
1,920
202,28
a) Que estado de referência foi utilizado para gerar as entalpias apresentadas na tabela?
b) Qual a temperatura
e a pressāo (psi e atm) do estado de referência?
c) Calcular a variação da entalpia específica para a transição do vapor de cloreto de metila saturado a
para
. Assuma
independente da pressāo.
Os dados a seguir sāo de uma tabela de propriedades termodinâmicas do cloreto de metila
| Estado |
|
|
|
|
| Liquido | -40 | 6,878 | 0,01553 | 0,0 |
| Vapor | 0 | 18,90 | 4,969 | 196,23 |
| Vapor | 50 | 51,99 | 1,920 | 202,28 |
b) Qual a temperatura
c) Calcular a variação da entalpia específica para a transição do vapor de cloreto de metila saturado a
Passo 1
O enunciado fornece uma tabela com propriedades saturadas do cloreto de metila
. Preciso responder três perguntas:
- Identificar qual estado de referência foi usado para as entalpias da tabela.
- Informar a temperatura (em
) e a pressão (em e ) correspondentes ao estado de referência. - Calcular a variação da entalpia específica para a transição do vapor saturado de
para , assumindo independente da pressão.
Dados relevantes extraídos da tabela (peguei estes valores diretamente da tabela do enunciado):
- Estado líquido saturado:
, , , . - Estado vapor saturado:
, , . - Estado vapor saturado:
, , .
Passo 2
Determinar o estado de referência usado para gerar as entalpias da tabela.
Explicação didática curta: a “entalpia de referência” é o ponto em que o valor da entalpia foi arbitrariamente definido como zero. Na tabela, o valor
aparece associado ao estado “Líquido” em
(com pressão
). Portanto o estado de referência é o mesmo ponto que tem
.
Conclusão: o estado de referência é o líquido saturado à temperatura
(pressão
), porque foi aí que a tabela definiu
.
Passo 3
Converter a temperatura do estado de referência de
para
.
Fórmula de conversão (explico cada termo):
onde
é a temperatura em Fahrenheit e
o resultado em Celsius.
Aplicando para
:
Observação didática: esse é um caso especial —
coincide exatamente com
.
Passo 4
Dar a pressão do estado de referência em
e em
.
A tabela apresenta a pressão do estado de referência como
. Como a tabela já usa
(pressão absoluta em psi), o valor em
é:
Para converter para
uso a relação padrão:
Portanto
Expliquei a escolha da constante:
é o valor de conversão usual para pressão absoluta.
Passo 5
Calcular a variação da entalpia específica para a transição do vapor saturado de
para
.
Explicação didática: como o enunciado diz para assumir
independente da pressão, posso subtrair diretamente as entalpias específicas dos estados vapor nas temperaturas dadas. Ou seja, se
é a entalpia no estado inicial (a
) e
a entalpia no estado final (a
), então
Peguei os valores de entalpia do vapor diretamente da tabela:
-
do vapor a é . -
do vapor a é .
Agora subtraio:
Interpretação breve: o valor negativo indica que, ao resfriar o vapor de
para
, a entalpia específica diminui em
.
Resposta
a) Estado de referência: líquido saturado a
(saturado, com
).
b) Temperatura: . Pressão:
(ou
).
c) .
b) Temperatura:
c)