QUESTÃO 02: A partir dos dados da tabela de vapor (consultar em algum livro adotado nas referências):
a) Determine os valores de
e
para o líquido e o vapor saturado a 1000 kPa . Esses valores deveriam ser iguais? Explique.
b) Estime um valor para
a 1000 kPa e utilize a equação de Clapeyron para avaliar
a 1000 kPa .
a) Determine os valores de
b) Estime um valor para
Passo 1
O enunciado pede, para a pressão de saturação
, (a) calcular as energias livres específicas do líquido e do vapor saturado, isto é,
e comentar se devem ser iguais; e (b) estimar a inclinação
em torno de
e usar a equação de Clapeyron
para calcular
. Vamos precisar de dados de saturação (temperatura,
,
,
) para
e de dois pontos próximos para estimar o coeficiente
.
Passo 2
Do quadro de vapor saturado, para
(ou
) obtemos tipicamente:
Passo 3
Calculamos
Na prática esses dois resultados coincidem dentro dos arredondamentos, pois em equilíbrio de fase a energia livre
do líquido saturado e do vapor saturado deve ser exatamente a mesma.
Passo 4
Para estimar
em torno de
, usamos dois pontos próximos da curva de saturação. Por exemplo, em
Então
Passo 5
A equação de Clapeyron em forma
com
, dá
Esse valor fica abaixo do valor exato
, porque a estimativa de
via dois pontos tão afastados é grosseira. Se em lugar disso usássemos o próprio Clapeyron rearranjado
este coincidiria com
, conforme esperado.
Resposta
(a) Usando
obtemos
que são iguais dentro de erros de arredondamento, pois em equilíbrio de fases
.
(b) Com uma estimativa grosseira de e
, a equação de Clapeyron dá
. Usando em vez disso
obtém-se
, que coincide com
.
(b) Com uma estimativa grosseira de