AULA 4

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CONTINUAÇÃO 
CAPÍTULO 3 
Propriedades de uma Substância Pura 
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Termodinâmica - Van Wylen, Borgnakke, Sonntag
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.
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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
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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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Linha de pressão AB – fase sólida para vapor
Linha de pressão CD – ponto triplo (fase sólida, liquida e vapor em equilíbrio)
Linha de pressão EF – passagem da fase sólida p/ liquida p/ vapor.
Linha de pressão GH – não há distinção clara entre as fases líquida e vapor.
 
2 - EQUILÍBRIO ENTRE FASES VAPOR – LÍQUIDA – SÓLIDA PARA UMA SUBSTÂNCIA PURA
Todas as substâncias puras exibem o mesmo comportamento geral. Entretanto, a temperatura do ponto triplo e a temperatura crítica variam bastante de uma substância para outra.
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2 - EQUILÍBRIO ENTRE FASES VAPOR – LÍQUIDA – SÓLIDA PARA UMA SUBSTÂNCIA PURA
Diagrama pressão – temperatura tomando como exemplo a água
Consideremos:
 - a pressão e a temperatura iniciais do gelo sejam iguais a 0,6113 kPa e -20 °C.
transferência de calor, até que a temperatura cresce até 0,01 °C.
 Ponto triplo é atingido.
 qualquer transferência adicional de calor poderá resultar numa parte do gelo passando a líquido e outra passando a vapor neste ponto é possível a existência das três fases em equilíbrio.
Assim , podemos definir que o ponto triplo é o estado no qual as três fases podem coexistir em equilíbrio.
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2 - EQUILÍBRIO ENTRE FASES VAPOR – LÍQUIDA – SÓLIDA PARA UMA SUBSTÂNCIA PURA
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2 - EQUILÍBRIO ENTRE FASES VAPOR – LÍQUIDA – SÓLIDA PARA UMA SUBSTÂNCIA PURA
A Figura ao lado mostra algumas fases sólidas da água. E evidente que uma substância pura pode apresentar diversos pontos triplos, mas somente UM envolvendo sólido, líquido e vapor em equilíbrio. Outros pontos triplos para uma substância pura podem envolver duas fases sólidas e uma líquida, duas fases sólidas e uma vapor, ou três fases sólidas.
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3 – PROPRIEDADES INDEPENDENTES DE UMA SUSBSTÂNCIA PURA
Em uma substância pura simples compressível o estado é definido por duas propriedades independentes. Isso significa que, se por exemplo, o volume específico e a temperatura do vapor superaquecido forem especificados, o estado do vapor estará determinado.
Considere os estados de líquido saturado e vapor saturado de uma substância pura. Esses dois estados apresentam a mesma pressão e mesma temperatura, mas são definitivamente diferentes.
Podemos concluir que, no estado de saturação, a pressão e a temperatura não são propriedades independentes.
Pressão e volume específico, ou pressão e título, são propriedades independentes de uma substância pura?.
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Termodinâmica - Van Wylen, Borgnakke, Sonntag
4 – EQUAÇÕES DE ESTADO PARA A FASE VAPOR DE UMA SUBSTÂNCIA COMPRESSÍVEL SIMPLES
A partir de observações experimentais estabeleceu-se que o comportamento p-v-T dos gases a baixa massa específica é dado, com boa precisão, pela seguinte equação de estado:
Dividindo os dois lados da equação pelo peso molecular do gás (M)
onde
Podemos escrever a equação de estado em função do volume total:
Onde m/M é o número de mols do gás.
A partir das equações anteriores podemos chegar a seguinte relação
ou
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