Exercícios Resolvidos de Fases e Substância Pura

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Enunciado

Qual é o título do vapor d’água a 15 0   ° C e à pressão atmosférica? E qual é o título da água líquida a 25   ° C e à pressão atmosférica?

Passo 1

Existem três perguntas que precisamos responder para entender bem o enunciado e resolver o exercício.

  1. O que é o título que o enunciado pede?
  2. Como podemos calcular o título?
  3. A água está na temperatura certa para começar a mudar de fase na pressão atmosférica?

Depois de responder essas três questões, estaremos prontos para achar os dois resultados.

Passo 2

Quando o líquido está mudando de fase para vapor, o sistema fica dividido em duas partes: massa de vapor e massa de líquido.

A razão entre a massa de vapor m v a p e a massa total da mistura bifásica m é chamada de título x . Sua fórmula é:

x = m v a p m

Ou seja, uma substância só possui título, quando está na temperatura de vaporização da sua pressão. Ele é uma propriedade intensiva do sistema.

Passo 3

Logo, o primeiro passo para calcular o título é saber se a substância está na temperatura de vaporização para a pressão em que ela se encontra. Caso não esteja, a substância não possui título. Ele só existe se a substância têm os valores de propriedade certos para mudar de fase.

Então precisamos perguntar: qual é a temperatura de vaporização da água T v a p à pressão atmosférica P = 1   a t m ?

T v a p P = 1   a t m = 100   ° C

E qual é a temperatura T v que o vapor d’água está?

T v = 15 0   ° C

Ou seja, o vapor d’água já passou da temperatura de vaporização.

T v > T v a p

Em outras palavras, esse vapor d’água não possui um título x !

Passo 4

Agora vamos comparar a temperatura de vaporização da água com a temperatura da água líquida T l i q para saber se ela está na região de mudança de fase.

T l i q = 25   ° C

Ou seja, a água líquida ainda não alcançou a temperatura de vaporização à pressão atmosférica.

T l i q < T v a p

Em outras palavras, a água líquida também não possui um título x !

Resposta

Nem o vapor d’água, nem a água líquida possuem um título.

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