04 Avaliando propriedades

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Termodinâmica
 Propriedades de uma substância pura
 Relação p--T
 Diagrama de fases
 Tabelas Termodinâmicas
A substância pura
● Uma substância pura é aquela que tem composição
química invariável e homogênea;
● Pode existir em mais de uma fase, mas a composição
química é a mesma em todas as fases.
● Exemplo:
mistura de água líquida e vapor d’água;
mistura de gelo e água líquida.
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Superfície p--T
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Superfície p--T de uma substância que se expande 
durante a solidificação (exemplo água)
Superfície p--T de uma substância que se contrai durante 
a solidificação (a maioria das substâncias exibe esse 
comportamento, exemplo metais)
Vista tridimensional
Diagrama de fases Diagrama p- Diagrama de fases Diagrama p-
Superfície p--T: regiões monofásicas
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No interior das regiões 
monofásicas 
(Sólido/Líquido/Vapor) o 
estado é determinado por 
quaisquer duas das 
seguintes propriedades: p, 
ou T.
Motivo: todas são 
independentes quando há 
uma única fase presente.
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/hframe.html
Superfície p--T: regiões bifásicas
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 Nas regiões bifásicas duas fases
coexistem em equilíbrio: líquido-
vapor; sólido-líquido e sólido-vapor.
 No interior dessas regiões p e T
não são independentes, ou seja,
uma não pode ser modificada sem a
alteração da outra.
 No interior dessa região o estado
não pode ser identificado somente
por T e p, mas pode ser identificado
pelo  e T ou  e p.
 Na linha tripla três fases podem
coexistir em equilíbrio.http://www.wiley.com/college/moran/CL_0471465704_S/user/index.html
Superfície p--T: diagrama de fases
 Diagrama de fases é a projeção da
superfície p--T sobre o plano p-T.
 Estado de saturação: estado onde
uma mudança de fase começa ou
termina. Neste estado temos a
temperatura e pressão de
saturação.
 Ponto triplo: três fases coexistindo em
equilíbrio.
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Diagramas
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Ponto crítico: onde as linhas de vapor saturado e líquido saturado se encontram.
Temperatura crítica (Tc): é a temperatura máxima na qual as fases líquida e vapor 
podem coexistir em equilíbrio. A pressão no ponto crítico é pressão crítica (pc).
Linhas: isotermas Linhas: isobáricas
Equilíbrio de fases numa substância pura
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(b)
Temperatura : 99,6°C
•Transferência adicional de 
calor resulta em uma 
mudança de fase
(a)
Massa de água: 1kg
Pressão do êmbolo: 0,1 MPa
Temperatura inicial: 20°C
(c)
•Última gota vaporizou
•Transferência adicional de 
calor resulta em aumento 
da temperatura e do volume 
específico do vapor.
Equilíbrio de fases numa substância pura
Linha de pressão constante:
representa os estados dois
quais a água passa quando é
aquecida a partir do estado
inicial (0,1MPa e 20°C)
Pressão : 0,1 MPa
Temperatura inicial: 20°C
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Equilíbrio de fases numa substância pura
Ponto A: representa o estado inicial.
Ponto B: representa o estado de líquido
saturado (99,6°C).
Linha AB: representa o processo no qual o
líquido é aquecido desde a temperatura
inicial até a temperatura de saturação.
Ponto C: representa o estado de vapor
saturado.
Linha BC: representa o processo, a
T=constante, no qual ocorre a mudança da
fase líquida para a fase vapor.
Linha CD: representa o processo, a
p=constante, no qual o vapor é
superaquecido. A temperatura e o volume
aumentaram durante este processo.
Pressão : 0,1 MPa
Temperatura inicial: 20°C
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Equilíbrio de fases numa substância pura
Ponto E: estado inicial (volume específico
ligeiramente menor que obtido no ponto
A).
Ponto F: início da vaporização (179,9°C).
Ponto G: estado de vapor saturado.
Linha GH: processo no qual o vapor é
superaquecido.
Pressão : 1 MPa
Temperatura inicial: 20°C
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Linha IJKL
Temperatura de saturação: 311,1°C.
Pressão : 10 MPa
Temperatura inicial: 20°C
Equilíbrio de fases numa substância pura
Linha MNO
Não há processo de vaporização a
temperatura constante.
Ponto N: ponto crítico – estados onde
líquido saturado e vapor saturado são
idênticos.
No ponto crítico temos a temperatura
crítica, pressão crítica e volume crítico.
Pressão : 22,09 MPa
Temperatura inicial: 20°C
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Equilíbrio de fases numa substância pura
Linha PQ
Processo a pressão constante numa
pressão maior que a crítica.
NESTE CASO NUNCA HAVERÁ DUAS FASES!
Quando teremos vapor e quando teremos
liquido?
Para temperaturas inferiores à crítica
referimo-nos ao fluido como líquido
comprimido.
Para temperaturas superiores à crítica
referimo-nos ao fluido como vapor
superaquecido.
Pressão : 40 MPa
Temperatura inicial: 20°C
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Resumindo
Vapor saturado
v
Líquido saturado
l
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Formação de 
vapor a p 
constante sem 
qualquer 
mudança de 
temperatura mas 
com aumento do 
.
Equilíbrio de fases numa substância pura
No equilíbrio:
m
m
mm
m
x v
vl
v 


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Título (propriedade intensiva): indica/distingue as misturas bifásicas de 
líquido e vapor:
Vapor saturado
Líquido saturado
10  x
Diagrama pressão - temperatura
Diagrama que mostra como as fases
sólida, líquida e gasosa podem
coexistir em equilíbrio.
Ao longo da linha de sublimação: as
fases sólida e vapor estão em
equilíbrio.
linha de fusão: fases sólida e líquida
em equilíbrio.
linha de vaporização: fases líquida e
vapor em equilíbrio. Termina no
ponto crítico pois não há a distinção
das fases.
Ponto triplo: onde as três fases
podem existir em equilíbrio.
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Diagrama de fases
Linha AB
Considerando um sólido no estado A.
Quando a temperatura aumenta,
mantendo a pressão constante, a
substancia passa diretamente da fase
sólida para fase vapor.
Linha EF
Solido – líquido – vapor
Linha CD
Passa pelo ponto triplo – 3 fases
coexistindo em equilíbrio.
Linha GH
Não há distinção definida entre fases
liquida e vapor.
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