Alfaconnection
By Lucien Silvano Alhanati
Física
Calor CAL
Ebook >>> Estudo do Calor
Mudanças de Fase CAL05
Vaporização CAL0504
O que acontece quando comprimimos isotermicamente uma substância gasosa ? CAL050401
A substância gasosa quando comprimida isotermicamente
pode ter os comportamentos mostrados a seguir.
A substância gasosa comprimida isotermicamente aumenta de pressão, não ocorrendo mudança de estado. A substância comporta-se de forma semelhante ao gás perfeito. Nesta caso a substância gasosa é denominada de gás A substância gasosa comprimida isotermicamente aumenta inicialmente de pressão, até atingir uma pressão máxima no ponto A da figura.
A partir deste ponto A, continuando a
compressão, constatamos que a pressão não aumenta sendo iniciada uma
mudança de estado gasoso para estado líquido ( condensação ou
liquefação). Nesta caso a substância gasosa é denominada de vapor |
O que é a temperatura crítica ? CAL050402
Temperatura Crítica é a temperatura acima da qual a substância gasosa tem o comportamento de gás. |
O que é um gás ? CAL050403
Gás é a substancia gasosa que comprimida isotermicamente
não muda de estado, ou seja a substância gasosa que se encontra a uma
temperatura acima da sua temperatura crítica. O comportamento do gás é tão mais próximo do gás perfeito quanto maior for a sua temperatura. |
O que é um vapor ? CAL050404
Vapor é a substancia gasosa que comprimida isotermicamente muda de estado, passando para o estado líquido, ou seja a substância gasosa que se encontra a uma temperatura abaixo da sua temperatura crítica. |
O que são as Isotermas de Andrews CAL050405
São as curvas representativas de evoluções
isotérmicas da substância gasosa real num diagrama pressão x volume.
Na figura estão representadas 4 isotermas nas temperaturas T1 <
T2 < TC < T3. |
O que é a curva de saturação ? CAL050406
É a curva constituída pelos pontos de inicio e término
de condensação, pontos A e B respectivamente. A curva de saturação está representada na figura pela linha azul. |
O que é a isoterma crítica ? CAL050407
A isoterma crítica é a curva que representa a evolução
isotérmica na temperatura crítica. A isoterma crítica está representada na figura pela linha vermelha. A isoterma crítica e a curva de saturação dividem o plano p x V em 4 regiões cujos pontos representam:
|
O que é o ponto crítico ? CAL050408
O ponto crítico é o ponto comum à isoterma crítica e à curva de saturação. Está representado na figura pelo ponto PC. |
O que é vapor saturante ? CAL050409
É o vapor que atingiu a sua
pressão máxima à temperatura em que se encontra. O vapor saturante quando comprimido isotermicamente se condensa e não aumenta de pressão. Nas Isotermas de Andrews os pontos correspondentes ao vapor saturante estão nos patamares do interior da curva de saturação. A pressão máxima do vapor de uma substância que é a pressão do vapor saturante na temperatura em que se encontra será representada por F |
O que é vapor não saturante ? CAL050410
É o vapor que se encontra a uma
pressão inferior a sua pressão máxima na temperatura em que se
encontra. O vapor não saturante quando comprimido isotermicamente aumenta de pressão. Nas Isotermas de Andrews os pontos correspondentes ao vapor não saturante estão abaixo da isoterma crítica e à direita da curva de saturação. A pressão do vapor não saturante será representada por f. |
Como varia a pressão máxima de vapor de uma substância ? CAL050411
A pressão máxima do vapor de uma substância cresce com
a temperatura. A figura nos mostra que sendo T2 > T1 então F2 > F1 |
O que é a pressão crítica ? CAL050412
É a pressão do ponto crítico, isto é, a maior pressão
máxima de vapor de uma substância ou ainda a pressão máxima do vapor
da substância na temperatura crítica.. Acima da pressão crítica não existe mais vapor, isto é, não existe aquela substância gasosa que comprimida isotermicamente é capaz de se condensar. A figura nos mostra o que foi afirmado. A pressão crítica é representada por FC |
O que acontece quando aquecemos isometricamente uma mistura de líquido e vapor contida no interior de um recipiente ? CAL050413
Consideremos 3 tubos fechados contendo um líquido na
presença de seu vapor saturante. Os tubos estão à mesma temperatura. No tubo 3 o volume ocupado pelo líquido é maior que o ocupado pelo vapor. No tubo 2 os volumes ocupado pelo líquido e pelo vapor são sensivelmente iguais. No tubo 1 o volume ocupado pelo líquido é menor que o ocupado pelo vapor. Os pontos que representam a situação de cada tubo pertencem ao
patamar de uma isoterma. Aquecimento isométrico do tubo 1. Aquecimento isométrico do tubo 3 Aquecimento isométrico do tubo 2 |
Quais são as modalidades de vaporização ? CAL050414
A vaporização pode ser realizada de 3 maneiras
diferentes. Evaporação é a vaporização lenta que pode ocorrer à qualquer temperatura. Ebulição é a vaporização que ocorre a uma temperatura fixa e determinada para cada substância a cada pressão. Vaporização instantânea é a vaporização muito rápida que pode ocorrer à qualquer temperatura. |
Qual é o mecanismo físico que explica as várias modalidades de vaporização ? CAL050415
Sabemos que a superfície livre de um líquido em contato
com o meio exterior comporta-se como uma membrana elástica devido à
tensão superficial. Sabemos também que as moléculas do líquido estão em movimento aleatório e que se chocam com as paredes do recipiente que contem o líquido e com a membrana superficial. O choque das moléculas com a membrana superficial resulta numa pressão F igual à pressão máxima do vapor do líquido na temperatura em que se encontra. As moléculas gasosas existentes no meio exterior também se chocam com a membrana superficial dando origem a uma pressão p. Três situações podem ocorrer |
O que é a evaporação ? CAL050416
É a passagem lenta do estado líquido para o estado gasoso que ocorre à qualquer temperatura. |
Quando ocorre a evaporação ? CAL050417
A evaporação ocorre quando a pressão p do meio
exterior sobre a superfície livre do líquido for maior que F pressão
máxima do vapor do líquido à temperatura em que se encontra.
F < p |
O que é a velocidade de evaporação ? CAL050418
Considere que uma massa m do líquido é evaporada num
tempo t. Denominamos de velocidade v de evaporação à razão
v = m / t |
Quais são os fatores que influenciam na velocidade de evaporação ? CAL050419
1-- Sabemos que a evaporação ocorre pela passagem das
moléculas do líquido pela superfície do líquido em contato com o
meio exterior. Conseqüentemente quanto maior for a área desta
superfície maior será a velocidade de evaporação.
A velocidade de evaporação v é proporcional a área A da superfície de contato do líquido com o meio exterior. 2 -- Sabemos que as moléculas do
líquido em choque com a membrana superficial exercem uma pressão igual a
F (pressão do vapor saturante). Quanto maior for a pressão F maior a
probabilidade de moléculas do líquido escaparem para o meio
exterior. A velocidade de evaporação v é proporcional a diferença entre F e f. A velocidade de evaporação v é inversamente proporcional à pressão p exercida pelo meio exterior. 4-- As moléculas que se desprenderam do líquido
atravessando a membrana superficial ficam concentradas junto a mesma,
aumentando a pressão f e dificultando a evaporação. A velocidade de evaporação v é proporcional a uma constante K representativa da intensidade da ventilação junto à membrana superficial do líquido. Resumindo podemos escrever que a velocidade de evaporação év = K.A.(F - f) / p |
O que é a ebulição ? CAL050420
É a passagem do estado líquido para o estado gasoso que se verifica a uma temperatura fixa e determinada para cada substância a cada temperatura. |
Quando ocorre a ebulição ? CAL050421
A ebulição ocorre quando a pressão máxima F do vapor
do líquido na temperatura em que se encontra for igual à pressão p do
meio exterior.
F = p |
Quais são os fatores que influenciam na temperatura de ebulição ? CAL050422
A temperatura de ebulição é fortemente influenciada
pela pressão. Um aumento da pressão p acarretará um aumento de F (pressão máxima do vapor de líquido), que sendo função crescente da temperatura, só ocorrerá em temperaturas mais elevadas. Concluímos que um aumento da pressão acarretará sempre um aumento da temperatura de ebulição. |
O que é a vaporização instantânea ? CAL050423
É a passagem muito rápida do estado líquido para o estado gasoso que pode ocorrer à qualquer temperatura. |
Quando ocorre a vaporização instantânea ? CAL050424
A vaporização instantânea ocorre quando a pressão
máxima F do vapor do líquido na temperatura em que se encontra for
maior que a pressão p do meio exterior.
F > p |
Qual é o Princípio da Parede Fria de Watt ? CAL050425
"Num recipiente fechado contendo um líquido e seu vapor a pressão do vapor é igual à sua pressão máxima na temperatura da parede mais fria" Num recipiente fechado contendo um líquido este se vaporiza até saturar o ambiente. Se existirem paredes à temperaturas diferentes a saturação do ambiente ocorrerá quando a pressão do vapor atingir o valor da menor pressão máxima, que é a pressão máxima na menor temperatura. |
Quando há um incêndio próximo a um tanque fechado contendo combustível, para evitar a explosão do tanque basta resfriar uma parede mais afastada do incêndio. Qual é o motivo ? CAL050426
Mantendo uma parede a uma temperatura baixa a pressão do
vapor do combustível, no interior do tanque, não ultrapassa o valor da
pressão máxima à esta temperatura, não importando a temperatura das
outras paredes.
Não havendo aumento de temperatura desta parede não haverá aumento da pressão do vapor, evitando-se desta forma a explosão do tanque. |