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EXEMPLO 1 Um manómetro de mercúrio é utilizado para medir a pressão no recipiente mostrado na Fig. 1. O mercúrio apresenta massa específica igual a 13590 kg/m3 e a diferença entre as alturas das colunas foi medida e é igual a 0,24 m. Determine a pressão absoluta no recipiente. Figura - 1 Um recipiente fechado e com volume de 5 m3 contém 900 kg de granito e ar (massas específicas respectivamente iguais a 2400 e 1,15 kg/m3). Determine a massa de ar contida no recipiente e o volume específico médio do arranjo. EXEMPLO 2 EXEMPLO 3 Um conjunto cilindro - pistão apresenta área da seção transversal igual a 0,01 m2. A massa do pistão é 100 kg e ele está apoiado nos esbarros mostrados na Fig. 2. Se a pressão no ambiente vale 100 kPa, qual deve ser a mínima pressão na água para que o pistão se mova ? Figura 2 Propriedades de uma Substância Pura Substância pura é aquela cuja composição química é invariável e homogênea. Pode existir em mais de uma fase, mas a composição química é a mesma em todas as fases. 1- SUBSTÂNCIA PURA Exemplo de substância pura: Água Mistura de gases homogênea Mistura de água sólida e líquida Exemplo de substância não pura: Mistura de água e óleo 2 - EQUILÍBRIO ENTRE FASES VAPOR – LÍQUIDA – SÓLIDA PARA UMA SUBSTÂNCIA PURA Efeito Causado: A temperatura aumenta consideravelmente; o volume específico aumenta ligeiramente; a pressão permanece constante.; Quando a temperatura atinge 99,6 °C, uma transferência adicional de calor implica numa mudança de fase ((a) para (b)), isto é, uma parte do líquido se transforma em vapor e, durante este processo, a pressão e a temperatura permanecem constantes, havendo um aumento considerável do volume específico; Quando a última gota de líquido tiver vaporizado, uma transferência adicional de calor resulta num aumento da temperatura e do volume específico do vapor, fase (c); Consideraçõe: 1- massa de água igual a 1 kg; 2- Pressão imposta pelo êmbole de 0, 1 Mpa; 3- temperatura inicial seja igual a 20 °C; 4- Calor é transferido à água. 2 - EQUILÍBRIO ENTRE FASES VAPOR – LÍQUIDA – SÓLIDA PARA UMA SUBSTÂNCIA PURA Quando uma substância é composta por uma parcela na fase líquida e outra na fase vapor, na temperatura de saturação, seu título é definido como a razão entre a massa de vapor e a massa total. A pressão e temperatura do vapor superaquecido são propriedades independentes, pois a temperatura pode aumentar enquanto a pressão permanece constante. 2 - EQUILÍBRIO ENTRE FASES VAPOR – LÍQUIDA – SÓLIDA PARA UMA SUBSTÂNCIA PURA Para uma substância pura há uma relação definida entre a pressão de saturação e a temperatura de saturação. 2 - EQUILÍBRIO ENTRE FASES VAPOR – LÍQUIDA – SÓLIDA PARA UMA SUBSTÂNCIA PURA Se a pressão for alterada para 22,09 MPa, representado pela linha MNO. N é um ponto de inflexão com inclinação nula e é chamado de ponto crítico. Neste ponto os estados líquido saturado e vapor saturado são idênticos. Pode-se ocorrer um processo a pressão constante, numa pressão maior do que a crítica, que está representado pela linha PQ. A linha NJFB da desta figura representa a linha do líquido saturado e a NKGC a linha do vapor saturado. vl – volume especifico do líquido saturado vv – volume específico do vapor saturado x - título 2 - EQUILÍBRIO ENTRE FASES VAPOR – LÍQUIDA – SÓLIDA PARA UMA SUBSTÂNCIA PURA Considere a água como fluido de trabalho e os estados termodinâmicos definidos por: a) 120 ºC e 500 kPa; b) 120 ºC e 0,5 m3/kg. Determine a fase de cada um dos estados fornecidos utilizando as tabelas do apêndice B. EXEMPLO 1
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