AULA 2 Mudanças de estado

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Termodinâmica
MUDANÇA DE ESTADOS DA MATÉRIA
ESTADO DAS SUBSTÂNCIAS 
O universo é composto de materiais líquidos, gasosos ou sólidos;
Por exemplo, em condições ambientes de pressão e temperatura (1 atm e 25 °C) a água é líquida, o ácido benzoico é sólido e o ar é gasoso;
Se houver o aquecimento ou resfriamento dessas substâncias, pode haver uma mudança de estado (fase);
ESTADO DAS SUBSTÂNCIAS 
Fica evidente a relação do estado das substâncias com a pressão (P) e temperatura (T) as quais estão submetidas;
O comportamento em misturas puras é diferente daquele observado em misturas;
Durante a mudança de fase em uma substância pura, a temperatura se mantém constante (relacionado ao calor latente), enquanto que em mistura isso não é verificado; 
ESTADO DAS SUBSTÂNCIAS 
MUDANÇA E ESTADO 
Aumento da temperatura implica no aumento da energia da molécula. Energia de translação, rotação, vibração, etc.;
No estado gasoso, a moléculas estão mais “livres” em termos da energia que contém, em relação aos outros estados da matéria;
PRESSÃO DE VAPOR 
é a pressão exercida por um vapor quando este está em equilíbrio termodinâmico com o líquido que lhe deu origem, ou seja, a quantidade de líquido (solução) que evapora é a mesma que se condensa. A pressão de vapor é uma medida da tendência de evaporação de um líquido;
Independe da quantidade de líquido e vapor, desde que exista uma superfície livre do líquido;
A natureza do líquido é um fator importante que determina o valor da pressão de vapor no equilíbrio;
PRESSÃO CRITICA E TEMPERATURA CRÍTICA 
Temperatura crítica: é a temperatura acima da qual a substância pode existir somente na forma de gás. Um gás, acima dessa temperatura, não pode ser liquefeito, por mais que a pressão do sistema seja elevada;
A temperatura crítica da água é 374,15 °C , do álcool etílico é 243,1 °C, do ácido carbônico 31,1 °C e do hélio é -267,9 °C. Isso quer dizer que essas substâncias, em sua respectiva temperatura crítica, será somente gás, mesmo que a injeção de pressão (ou devida redução, em outras substâncias) não irá condensar ou liquefazer o gás;
Pressão crítica: é a pressão de vapor na temperatura crítica;
DEFINIÇÕES DE TERMOS USUAIS 
Gás supercrítico: substância a uma temperatura maior que a temperatura crítica;
Gás subcrítico (vapor superaquecido): substância a uma temperatura menor que a temperatura crítica, porém não está saturado;
Vapor saturado: vapor que se encontra nas condições de equilíbrio, ou seja, na pressão e na temperatura de equilíbrio (líquido-vapor); 
Líquido comprimido (ou sub-resfriado): líquido a certa temperatura, submetido a uma pressão maior que a pressão de vapor;
DIAGRAMAS PVT
Estado homogêneo: ocorre somente uma fase;
Estado heterogêneo: coexistem duas ou mais fases;
Linhas de equilíbrio entre os estados;
PROJEÇÃO: DIAGRAMA PV (SUBSTÂNCIA PURA) 
Pontos à esquerda da curva são pertencentes aos líquidos;
Pontos sobre a curva indicam mudança de fase; 
Pontos a direita da curva são pertencentes aos vapores;
Ponto B é o ponto de orvalho;
Ponto C é o ponto de névoa;
Ponta A é o ponto de equilíbrio líquido-vapor;
PROJEÇÃO: DIAGRAMA PT (SUBSTÂNCIA PURA) 
Curva (2 – 3) representa o equilíbrio S + L;
Curva (1 – 2) representa o equilíbrio S + G;
Curva(2 – C) representa o equilíbrio L + G;
Ponto triplo (2);
Ponto crítico (C);
Passar de líquido para gás (A – B)
REGIÃO LÍQUIDO-VAPOR
Curva da direita ao ponto crítico é a curva de vapor saturado;
Curva da esquerda ao ponto crítico é a curva de líquido saturado;
O vapor superaquecido é melhor usado para transporte de energia e propulsão de equipamentos à vapor;
O vapor saturado é melhor usado para transferência de calor;
REGIÃO LÍQUIDO-VAPOR
EQUAÇÕES DE ESTADO
EQUAÇÕES DOS GASES IDEAIS
EQUAÇÕES DOS GASES IDEAIS
EQUAÇÕES DOS GASES IDEAIS
EXERCÍCIO PROPOSTO
Em um recipiente fechado de 20 L se encontram 5 mols de um gás ideal confinado. Determine a pressão desse gás, considerando que a temperatura do recipiente foi aquecida até 120 °C. Determine o volume molar do gás.
Um gás é mantido em um recipiente fechado de volume constante, inicialmente mantido à pressão atmosférica e temperatura de 25° C. Qual a pressão desse gás quando o sistema for aquecido a 100 °C?
EXERCÍCIO PROPOSTO
O gás hélio é comprimido isotermicamente em um sistema com tampo móvel. Inicialmente sua pressão é de 2 atm. Determine qual será a sua pressão quando o volume comprimido for 30% do volume inicial do sistema.
Em um balão mantido a temperatura de 20 °C, inicialmente existe 1 mol de gás ideal ocupando um volume de 2 L e pressão interna de 2 atm. Nesse sistema foi acrescentado mais 2 mols desse gás e foi verificado que a pressão interna subiu para 3 atm. Determine o volume do balão nessas condições.
EQUAÇÕES DE ESTADO PARA GASES NÃO IDEAIS
EQUAÇÕES DE ESTADO PARA GASES NÃO IDEAIS
EQUAÇÕES DE ESTADO PARA GASES NÃO IDEAIS
EXERCÍCIO PROPOSTO
Determinar o volume de um recipiente onde serão armazenados 5 mols de um gás ideal à pressão de 10 atm e temperatura de 50 °C. Considerando agora que esse gás não é ideal e seu fator de compressibilidade é de 0,5; determine o volume que deverá ter o recipiente.
OUTRAS EQUAÇÕES DE ESTADO