Exercícios Resolvidos de Gráficos P - v - T para substância pura

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Enunciado

Em que o processo de ebulição a pressões supercríticas difere do processo de ebulição a pressões subcríticas?

Passo 1

A pergunta do enunciado deve ser respondida após uma outra pergunta: o que é uma pressão crítica?

Isso é fundamental, porque o processo de ebulição a pressões supercríticas é um processo de vaporização à pressão superior à pressão crítica. Já o processo a pressões subcríticas é um processo de vaporização à pressão inferior à pressão crítica.

Ou seja, ambos os processos são diferentes, porque ocorrem a pressões menores ou maiores a essa pressão crítica.

Responderemos essa pergunta, com a ajuda do gráfico T - v . Depois ficará mais fácil de resolver a questão.

Passo 2

Chamamos a pressão do ponto crítico de pressão crítica P c . Mas o que é esse ponto crítico? Podemos descobrir isso, vendo o gráfico deaquecimento da água líquida à pressão constante de 22,09   M P a até ela virar vapor superaquecido.

Verificamos que a curva produzida no gráfico T - v não possui um processo de vaporização à temperatura constante. Ela tem apenas um ponto de inflexão chamado de ponto crítico. Antes dele existe apenas líquido e depois dele existe apenas vapor. Processos de aquecimento isobáricos à pressões maiores ou iguais a P c , nunca terão duas fases coexistindo. Ou a substância é líquido ou ela é vapor! Isso já é o suficiente para resolver a questão!

Passo 3

O ponto crítico é um estado limite, onde a mudança de fase isobárica ocorre sem que o vapor e o líquido coexistam durante a vaporização. Ele é um limite, porque para pressões acima da pressão crítica, esse fato sempre acontece!

Em outras palavras: para pressões supercríticas o vapor e o líquido não coexistem durante a ebulição. Já para pressões subcríticas, eles conseguem coexistir em equilíbrio, enquanto estão nesse processo de mudança de fase.

Resposta

Para pressões supercríticas o vapor e o líquido não coexistem durante a ebulição. Já para pressões subcríticas, eles conseguem coexistir em equilíbrio, enquanto estão nesse processo de mudança de fase.

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