Unidade V - 2a. Parte

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Propriedades dos líquidos
Mudanças de Fase
Variações de energia acompanhando as mudanças de fase.
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Propriedades dos Líquidos
Vaporização : quando um líquido se converte em gás (vapor)
Vaporização: processo endotérmico
Entalpia molar de vaporização, Hvap (kJ/mol):energia requerida para vaporizar um líquido
Vaporização: moléculas que se encontram na superfície e tem energia cinética maior que a das forças de atração intermoleculares libertam-se de suas vizinhas e passam ao estado gasoso. É a vaporização espontânea.
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Evaporação
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 Condensação
Uma molécula na fase gasosa transfere parte da sua energia 
cinética nas colisões com moléculas mais lentas ou com corpos
Sólidos. Se entra em contato com a superfície do líquido pode 
 entrar na fase líquida. 
Vapor 
 
Líquido
Energia térmica desprendida
Pelo vapor
ΔH cond = -ΔH vap = - 40,7 kJ/mol para a água a 100 oC 
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Pressão de Vapor 
Pressão de vapor: pressão exercida pelo vapor em equilíbrio com o líquido
Frasco fechado: o liquido irá evaporar até que a taxa de vaporização se iguale à taxa de condensação 
Maiores forças intermoleculares →menor pressão de vapor 
Maior temperatura →maior pressão de vapor
Volatilidade : maior pressão de vapor de um líquido →maior a volatilidade.
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Pressão de Vapor 
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 Ponto Ebulição
Ebulição : o liquido se vaporiza em todo o seu volume e não apenas na superfície
PE – É a temperatura em que a pressão de
 vapor de um liquido é igual a pressão externa 
Aplicada.
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Ponto de ebulição
Temperatura de ebulição: temperatura em que a pressão de vapor do líquido se iguala a pressão sobre a superfície do liquido.
Temperatura de ebulição : varia com a pressão sobre a líquido
Ponto de ebulição normal: temperatura em que a pressão de vapor é igual a 1 atm padrão (760 mm Hg).
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Diagramas de fases da Água 
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Estado crítico 
Ponto crítico: temperatura e pressão acima dos quais não é possível liquefazer um gás por simples compressão
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Diagrama de fase da água
Se T > Tc – Todas as moléculas do líquido tem energia cinética suficiente para separarem-se das outras, independentemente da pressão, e não mais existe um liquido comum. 
Gás supercrítico – Pressão elevada , densidade igual ao de um líquido, mas a sua viscosidade continua a ser de um gás.
T crítica da água = 374oC
P crítica da água = 217,7 atm
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Diagrama de fases do CO2
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Viscosidade
Tensão Superficial
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Llíquidos, como o melaço e o óleo de motor, fluem lentamente; já a água e a gasolina, fluem rapidamente.
Quanto maior a viscosidade de um líquido, mais lentamente ele flui. A unidade comum de viscosidade é o poise (P).
1 P = 1 g∙cm-1∙s-1 Ou em unidades SI 10 P = 1 Pa∙s = 1 Kg∙m-1∙s-1
Frequentemente a viscosidade é relatada em centipoise (cP). 0,01P = 1cP ou em unidades SI 1cP =1mPa∙s
VISCOSIDADE- Resistência de um líquido para fluir (escoar).
– É a resistência do movimento fluido ao escoamento. As forças de atrito do próprio fluido impedem as diferentes camadas de escorregar entre si.
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Viscosidade é uma propriedade interna de um fluido, relacionada ao fato deste opor uma resistência ao movimento (fluxo).
Esta resistência pode ser imaginada como uma força de atrito agindo entre as partes de um fluido que estão se movendo a velocidades diferentes.
O fluido muito perto das paredes do tubo, por exemplo, se move muito mais lentamente do que o fluido no centro do mesmo.
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A viscosidade esta relacionada com a facilidade de moléculas individuais de líquidos poderem mover-se em relação às outras.
É dependente das forças atrativas entre as moléculas e do fato de existirem ou não características estruturais que façam as moléculas tornarem-se emaranhadas. 
 A viscosidade diminui com o aumento da temperatura e em geral aumenta com o aumento da massa molecular.
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Fluxo – É a deformação resultante de uma força de 
cisalhamento aplicada em um líquido.
Tensão de cisalhamento: Quantidade de força aplicada em uma determinada área de um fluído:
 t = dF/dA 
Taxa de cisalhamento: gradiente de velocidade de cisalhamento 
por uma determinada distância:
 ϒ = dv/dy (cm.s-1/cm)
 
Tensão de cisalhamento
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Viscosidade -Absoluta ou Dinâmica (μ)
É a medida da resistência ao escoamento do fluido, ou seja, a razão entre a tensão de cisalhamento (ou força de coesão entre as camadas adjacentes de fluidos) e a razão de mudança da velocidade perpendicular a direção do escoamento
Viscosidade (μ) = Tensão de cisalhamento (Pa.s)
-Cinemática (ν) [m2/s] - É a razão da viscosidade absoluta pela massa específica do fluido.
Taxa de cisalhamento s-1 
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Tensão de cisalhamento, taxa de
deformação e viscosidade
n Tensão de cisalhamento (t = dF/dA)
 Força / área (unidades SI: N.m–2)
n Taxa de deformação (g = dv / dy)
 velocidade / distância (unidade SI: s–1)
n Viscosidade dinâmica (m)
 t / g (unidade SI: N.s.m–2 = Pa.s)
Unidade geralmente utilizada na indústria do petróleo: centiPoise (1 cP = 10–3 Pa.s).
n Viscosidade cinemática (n)
 n = m / r
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Fluidos newtonianos – são aqueles que obedecem a lei de Newton da viscosidade;
-A viscosidade é independente da taxa de deformação a que o fluido está submetido. Um fluido newtoniano mostra um único valor de viscosidade a uma dada temperatura. Exemplos: óleos vegetais, água, soluções açucaradas.
Fluidos não newtonianos – são aqueles que não obedecem a lei de Newton da viscosidade.
F/A =μ dv/ dy
A Lei de Newton da viscosidade, relaciona a tensão tangencial F/A (Força por unidade de área) à taxa de variação de velocidade dv/dy:
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Viscosímetros:
Os viscosímetros são aparelhos que permitem a determinação do coeficiente de viscosidade dos fluidos. Tais aparelhos podem ser baseados nos seguintes princípios : 
o tempo de passagem de um determinado volume do fluido através de tubos capilares; 
 velocidade de queda de uma esfera, cuja massa e diâmetro são conhecidos, através de um líquido; 
o binário necessário para manter em rotação dois cilindros coaxiais do líquido em exame;
 o decréscimo das oscilações amortecidas de um pêndulo de torção submerso no fluido em estudo.
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1- Viscosímetro Copo Ford 4- Viscosímetro Brookfield
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classificação dos fluidos
Um fluido ideal não tem
viscosidade: escoa sem que
seja necessário submetê-lo
a uma tensão de cisalhamento
τ = 
Tensão de cisalhamento
dv/dy = Taxa de cisalhamento= 
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Fluidosnewtonianosenão-newtonianos:
-fluido newtoniano => existe uma relação linear entre o valor da tensão de cisalhamento aplicada e a velocidade de deformação resultante (μ constante), 
fluido não-newtoniano => existe uma relação não-linear entre o valor da tensão de cisalhamento aplicada e a velocidade de deformação angular.
 Plástico ideal => tensão de escoamento definida e relação linear constante de τ com du/dy. 
 Substância pseudoplástica (tinta de impressão) => viscosidade depende da deformaçãoangular anterior da substância e tem a tendência de endurecer quando em repouso.
 Gases e líquidos finos tendem a ser fluidos newtonianos, enquanto que hidrocarbonetos de longascadeias podem ser não-newtonianos.
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 Tensão Superficial 
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 Tensão Superficial 
As moléculas situadas no interior de um líquido são atraídas em todas as direções pelas moléculas vizinhas e, por isso, a resultante das forças que atuam sobre cada molécula é praticamente nula.
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As moléculas da superfície do líquido, entretanto, sofrem atração apenas pelas moléculasque estão abaixo e ao lado. Esta força para o interior atrai as moleculas da superfície para dentro, reduzindo a área supercial. Isso faz com que a mesma comporte-se como uma película elástica. Esse efeito permite que uma agulha (muitos mais densa que a água) colocada cuidadosamente possa flutuar sobre a superfície da água e que insetos possam caminhar sobre a superfície da água. Uma gota d’água apresenta uma forma esférica devido ser o estado de menor área supercial em relação a seu volume. (água-água). Por isso, o menisco da água em o formato em U. Já para o mercúrio das forças coesivas (mercúrio-mercúrio) são mais intensas que as adesivas (mercúrio-vidro), resultando em um menisco curvado para baixo.
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Explicação molecular: desequilíbrio nas forças intermoleculares existentes na superfície. 
Molécula à superfície é “puxada” para o interior
Molécula no interior do liquido está sujeita a forças intermoleculares, mas a resultante é nula.
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TENSÃO INTERFACIL OU SUPERFICIAL
É O TRABALHO NECESSÁRIO PARA SE AUMENTAR A SUPERFÍCIE
DE UM LIQUÍDO EM 1 CM2. 
PARA TORNAR DOIS LÍQUIDOS IMISCÍVEIS EM MISCÍVEIS É NECESSÁRIO
REDUZIR SUA TENSÃO SUPERFICIAL PARA VOLORES EM TORNO DE 35 A 
40 dinas/cm.
Água.............................................................. 72,8dinas/cm