Enunciado

Três tanques rígidos armazenam separadamente nitrogênio, água e propano. A pressão e a temperatura em todos os tanques são iguais a 2   M P a e 17 ° C . É possível determinar a fase das substâncias contidas nos tanques a partir de suas propriedades críticas ?

Passo 1

Para determinar em qual fase algum material se encontra temos que saber pressão e temperatura, no nosso caso, pressão e temperatura críticas.

Vamos coletar as propriedades críticas de cada material, olhando na tabela A . 2 , página: 520 e 521.

Para nitrogênio:

T c = 126,2   K

P c = 3,39   M P a

Para água:

T c = 647,3   K

P c = 22,12   M P a

Para o propano:

T c = 369,8   K

P c = 4,25   M P a

Passo 2

Com as propriedades críticas em mãos, vamos ao nosso estado.

O estado é P = 2   M P a e temperatura (convertendo para Kelvin):

T = 17 ° C + 273,15   K = 290,15   K

Passo 3

Agora faremos as comparações das pressões e temperaturas críticas ao estado que elas se encontram:

Para nitrogênio:

T ≫ T c

290,15   K ≫ 126,2   K

P < P c

2   M P a < 3,39   M P a

Olhando em um diagrama generalizado:

O nitrogênio se encontra como vapor superaquecido, sua temperatura é muito superior T ≫ T c a temperatura crítica e sua pressão é menor que a pressão crítica.

Para água:

T ≪ T c

290,15   K ≪ 647,3   K

P ≪ P c

2   M P a ≪ 22,12   M P a

Olhando no diagrama de fases da água, figura 3.7 página 43, vera que não é possível determinar.

Para o propano:

T < T c

290,15   K < 369,8   K

P < P c

2   M P a < 4,25   M P a

Olhando em um diagrama generalizado:

Como sua temperatura é menor que a temperatura crítica e pressão também, não é possível determinar, algo claro.

Resposta

Para nitrogênio: vapor superaquecido.

Para água: não é possível determinar.

Para o propano: não é possível determinar.

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