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Pós-graduação em Engenharia Mecânica Termodinâmica Avançada – Professor Dr. Annibal Hetem Jr.
Apresentação
• MEC202 – Termodinâmica Avançada
• Professor Dr. Annibal Hetem Jr.
• Aluno Carlos Alberto de Freitas
• Tema: Diagrama de fases de Substâncias Puras
– Conceitos
– Aplicações
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Pós-graduação em Engenharia Mecânica Termodinâmica Avançada – Professor Dr. Annibal Hetem Jr.
Diagrama de Fases de Substâncias Puras
• Conceito:
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• Substância pura é a aquela que tem composição química
invariável e homogênea;
• Pode existir em uma ou mais fases mas com a mesma
composição química em todas as fases;
• Exemplos:
– Nitrogênio (substância pura simples)
– Dióxido de carbono (substância pura composta)
– Água - fases sólida, liquida e gasosa;
– Uma mistura de diversos estados da água é considerada
como sendo uma substância pura: líquido-gás, sólido-líquido e
sólido-gás;
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Diagrama de Fases de Substâncias Puras
• Conceito: Mudança de fase líquida para vapor de uma
substância pura
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Diagrama de Fases de Substâncias Puras
• Conceito: Alteração do volume específico em função da
temperatura e pressão
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Diagrama de Fases de Substâncias Puras
• Mudança de fase de uma substância pura
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Diagrama de Fases de Substâncias Puras
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Características de um diagrama de fases:
• Ponto triplo: temperatura e pressão nas quais todas as três fases estão em
equilíbrio.
• Curva de vapor-pressão: geralmente, à medida que a pressão aumenta, a
temperatura aumenta.
• Ponto crítico: temperatura e pressão críticas para o gás.
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Diagrama de Fases de Substâncias Puras
• Exemplos: Água H2O e Dióxido de Carbono CO2
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A curva do ponto de fusão inclina para a esquerda
porque o gelo é menos denso do que a água.
O ponto triplo ocorre a 0,0098C e a 4,58 mmHg.
O ponto de fusão (congelamento) é 0C.
O ponto de ebulição normal é 100C.
O ponto crítico é 374C e 218 atm.
O ponto triplo ocorre a -56,4C e a 5,11 atm. O ponto de sublimação normal é -78,5C. (A 1 atm, o CO2 sublima, ele não funde.) O ponto crítico ocorre a 31,1C e a 73 atm.
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• Mudança de fase
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Diagrama de Fases de Substâncias Puras
• Terminologia:
• Líquido Saturado – O estado do líquido no qual o vapor
começa a se formar durante o aquecimento a pressão
constante.
• Vapor Saturado – O estado no qual todo o líquido se
vaporizou por aquecimento.
• Pressão de Vapor - Relação entre a temperatura e a pressão
de saturação, define a condição em que o sistema começa a
mudar da fase líquida para vapor.
• Linha de Líquido Saturado – Linha determinada pelos
estados de líquido saturado.
• Linha de Vapor Saturado – Linha determinada pelos estados
de vapor saturado.
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Diagrama de Fases de Substâncias Puras
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• Terminologia:
• Regiões de Saturação - Nestas regiões há um mistura de
duas fases. As propriedades termodinâmicas são
determinadas a partir das frações entre elas.
• TÍTULO – É a fração entre a massa de vapor saturado e de
líquido saturado:
• Região de Líquido Comprimido - Região à esquerda da linha
de líquido saturado.
• Região de Vapor Superaquecido – Região à direita da linha
de vapor saturado.
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Diagrama de Fases de Substâncias Puras
• Propriedades Termodinâmicas – Tabela de Temperatura
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• Propriedades Termodinâmicas – Tabela de Pressão
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• Aplicação:
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• Conceito de Título x:
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• Aplicação 1:
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• Aplicação 1:
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• Aplicação 1 - Diagrama T-v:
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• Aplicação 2: Exercício
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• Aplicação 2: Resolução
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