Uma corrente de ar a
e 5260 mmHg contém
de água em volume.
a) Calcule o ponto de orvalho e os graus de superaquecimento do ar.
b) Calcule a percentagem do vapor que condensa (saturado) e a composição final da fase gasosa se o gás for resfriado até
a pressão constante
c) Calcule a percentagem de condensação e a composição final da fase gasosa se, em vez de ser resfriado, o gás for comprimido isotermicamente até 8500 mmHg .
a) Calcule o ponto de orvalho e os graus de superaquecimento do ar.
b) Calcule a percentagem do vapor que condensa (saturado) e a composição final da fase gasosa se o gás for resfriado até
c) Calcule a percentagem de condensação e a composição final da fase gasosa se, em vez de ser resfriado, o gás for comprimido isotermicamente até 8500 mmHg .
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de termodinâmica do ar um pouco úmido! O que a questão pede é para a gente calcular o ponto de orvalho e os graus de superaquecimento, além de ver o que acontece quando resfriamos ou comprimimos o ar. Para isso, vamos precisar entender um pouco sobre propriedades do ar úmido, pressão parcial de vapor, e como essas variáveis interagem quando mudamos a temperatura ou a pressão.
Passo 2
Primeiro, vamos entender os dados que temos:
- Temperatura do ar ($ T $):
- Pressão total ($ P $): 5260 mmHg
- Percentual de água no volume do ar: 10%
Isso significa que 10% da pressão total é devido ao vapor de água, e o restante é do ar seco.
Passo 3
Vamos calcular a pressão parcial do vapor de água ($ P_{H_2O} $):
E a pressão do ar seco ($ P_{ar} $) é:
Passo 4
Agora, para encontrar o ponto de orvalho, precisamos saber a temperatura na qual o vapor de água começa a condensar, ou seja, quando a pressão parcial do vapor de água atinge a pressão de saturação nessa temperatura.
Vamos consultar a tabela de vapor de água para
. A pressão de saturação ($ P_{s} $) da água a
é aproximadamente 760 mmHg.
Como a nossa pressão parcial de $ H_2O $ é 526 mmHg, que é menor que a pressão de saturação (760 mmHg), não há condensação nesse ponto, então o ponto de orvalho é menor que
.
Para encontrar o ponto de orvalho, precisamos resolver para a temperatura onde $ P_{s}(T_{orvalho}) = 526 , mmHg $. Consultando a tabela, vemos que isso acontece aproximadamente a
.
Passo 5
Os graus de superaquecimento são a diferença entre a temperatura atual e a temperatura do ponto de orvalho:
Resposta
a) O ponto de orvalho do ar é aproximadamente
e o grau de superaquecimento é de
.