Explique por que as propriedades do líquido comprimido podem ser aproximadas às do líquido saturado, desde que a temperatura seja a mesma.
Passo 1
O enunciado pergunta por que, em termodinâmica de substâncias puras, podemos tratar um líquido comprimido (isto é, um líquido a uma pressão acima da pressão de saturação) como se fosse um líquido saturado desde que ambos estejam à mesma temperatura. O conteúdo aqui é relacionado às propriedades termodinâmicas de líquidos (volume específico, entalpia, energia interna) e ao fato de que líquidos são quase incompressíveis.
Passo 2
Em geral, o volume específico de um líquido varia muito pouco com a pressão. Isso se expressa pela compressibilidade isoterma
, definida como
Para líquidos,
é muito pequeno (da ordem de
), o que implica que, ao se aumentar consideravelmente a pressão, o volume específico
quase não muda. Logo,
Passo 3
Uma vez que
varia pouco, as demais propriedades relacionadas, como entalpia
e energia interna
, também se modificam muito pouco com a pressão. Por exemplo, a variação de entalpia ao comprimir à temperatura constante satisfaz
Como
é pequeno e a pressão não afeta muito
, a contribuição
fica desprezível. Assim,
Passo 4
Em resumo, a dependência fraca das propriedades do líquido em função da pressão, quando a temperatura é fixa, justifica que usemos os valores de líquido saturado (que já estão tabelados em função de
) para representar um líquido comprimido à mesma temperatura, sem erro significativo.
Resposta
As propriedades do líquido comprimido podem ser aproximadas pelas do líquido saturado à mesma temperatura porque líquidos são quase incompressíveis, o que faz com que volume específico, entalpia e energia interna dependam muito pouco da pressão e estejam praticamente determinadas apenas pela temperatura.