Em um processo de concentração de suco de laranja por evaporação a pressão reduzida, a temperatura de ebulição da água pura no evaporador é de
. Sabendo que o calor latente de vaporização da água nessa temperatura é de aproximadamente
, estime a pressão de operação dentro do evaporador. Utilize a Equação de Clausius-Clapeyron na forma integrada, assumindo que o calor latente de vaporização é constante no intervalo de temperatura considerado e que o volume molar da fase líquida é desprezível em comparação com o volume molar da fase gasosa, que pode ser aproximado pela lei dos gases ideais. A pressão de vapor da água pura a
é de
.
Passo 1
O enunciado pede a pressão de vapor da água pura no evaporador quando ela ferve a
, sabendo que a pressão de vapor a
é
,kPa e o calor latente de vaporização é aproximadamente
,kJ/kg.
Conteúdo: aplicação da equação integrada de Clausius–Clapeyron, assumindo constante e gás ideal na fase vapor.
Conteúdo: aplicação da equação integrada de Clausius–Clapeyron, assumindo
Passo 2
Convertendo o calor latente de base massa para base molar: a massa molar da água é
,g/mol
,kg/mol, logo
Passo 3
A forma integrada da equação de Clausius–Clapeyron é
onde
,J/(mo
),
,K e
,K.
Passo 4
Calculando o expoente:
Então
o que dá
Passo 5
Finalmente, a pressão de operação
é
Resposta
A pressão de operação dentro do evaporador é de aproximadamente
,kPa.