Uma corrente de ar a 100^circ C e 5260 mmHg contém 10 % 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 80^circ C 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 .

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 $): T
  • Pressão total ($ 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} $):
PH2O
E a pressão do ar seco ($ P_{ar} $) é:
PH2O = 10100 times 5260 , mmHg = 526 , mmHg

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 100^circC. A pressão de saturação ($ P_{s} $) da água a Ps 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 100^circC.
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 H2O .

Passo 5

Os graus de superaquecimento são a diferença entre a temperatura atual e a temperatura do ponto de orvalho:
Superaquecimento = T - Torvalho = 100^circC - 81.3^circC = 18.7^circC

Resposta

a) O ponto de orvalho do ar é aproximadamente 81.3^circC e o grau de superaquecimento é de 18.7^circC.

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