(PETROBRAS 2018) Substâncias puras são aquelas que têm composição química invariável e homogênea. Essas substâncias
a) podem ser chamadas de líquido resfriado quando a pressão é maior que a pressão de saturação em uma determinada temperatura.
b) têm o estado de uma substância pura simples compressível definido por duas propriedades independentes.
c) apresentam temperatura e pressão como propriedades independentes quando no estado de saturação.
d) apresentam densidade real maior que aquela que se ria obtida pela aplicação da equação dos gases ideais no caso em que os fatores de compressibilidade são maiores que a unidade.
e) apresentam parte líquida e parte vapor, na temperatura de saturação e seu título é definido pela relação entre a massa de vapor e a massa de líquido.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre substâncias puras, que são aquelas com composição química sempre a mesma e homogênea. A gente precisa entender os conceitos de propriedades independentes e como elas definem o estado de uma substância pura. Vamos analisar cada opção para descobrir qual está correta.

Passo 2

Primeiro, é importante saber que para definir o estado de uma substância pura, geralmente precisamos de duas propriedades independentes. Isso significa que, sabendo duas propriedades como pressão, temperatura, volume, etc., a gente consegue determinar todo o estado da substância. Vamos ver como isso se aplica nas opções.

Passo 3

Opção a) Diz que substâncias puras podem ser chamadas de “líquido resfriado” quando a pressão é maior que a pressão de saturação em uma certa temperatura. Na verdade, o termo “líquido resfriado” não é uma nomenclatura padrão na termodinâmica para substâncias puras. Além disso, a definição não está completa ou precisa. Então, essa opção está incorreta.

Passo 4

Opção b) Afirma que o estado de uma substância pura simples compressível é definido por duas propriedades independentes. Isso está certíssimo! Como mencionamos, para definir completamente o estado de uma substância pura, precisamos de duas propriedades independentes, como temperatura e pressão, por exemplo. Essa opção está correta.

Passo 5

Opção c) Diz que substâncias puras apresentam temperatura e pressão como propriedades independentes no estado de saturação. Na verdade, no estado de saturação, temperatura e pressão não são independentes; elas estão relacionadas pela tabela de saturação da substância. Ou seja, determinar uma já define a outra. Portanto, essa opção está incorreta.

Passo 6

Opção d) Fala que a densidade real é maior que a obtida pela equação dos gases ideais quando os fatores de compressibilidade são maiores que a unidade. A equação dos gases ideais não leva em conta interações entre as moléculas, já os fatores de compressibilidade (Z) corrigem isso. Porém, quando Z > 1, a substância geralmente está menos compressível e a densidade real pode ser menor, não maior. Assim, essa opção está incorreta.

Passo 7

Opção e) Menciona que substâncias puras têm parte líquida e vapor na temperatura de saturação e que o título é definido pela relação entre a massa de vapor e a massa de líquido. Isso está correto, mas está descrevendo o conceito de qualidade (x) em misturas líquido-vapor, não especificamente sobre as propriedades independentes que definem o estado da substância pura, que é o foco principal da pergunta. Então, embora esteja correto, não responde diretamente ao que está sendo perguntado. Portanto, essa opção está menos adequada.

Resposta

A opção b) está correta: “têm o estado de uma substância pura simples compressível definido por duas propriedades independentes.”

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