Diferencie líquido sub-resfriado de líquido saturado. Quais as condições para que um ou outro ocorra?
Passo 1
Beleza, vamos começar entendendo a pergunta. Estamos falando sobre duas condições das substâncias no estado líquido: líquido sub-resfriado e líquido saturado. O assunto está relacionado à termodinâmica, especificamente aos estados termodinâmicos de uma substância. Para diferenciar esses dois tipos de líquido e entender as condições para cada um ocorrer, vamos explorar conceitos como pressão, temperatura e o diagrama de fases da água.
Passo 2
Primeiro, vamos definir o que é um líquido saturado. Um líquido saturado está em equilíbrio com sua fase de vapor. Isso significa que o líquido está na temperatura e pressão onde começa a ocorrer a vaporização. No diagrama de fases, ele está na linha que separa as regiões líquida e gasosa. Por exemplo, água a 100°C pressionada a 1 atm está em estado saturado, pronto para ferver.
Passo 3
Agora, sobre o líquido sub-resfriado. Esse é um líquido que está a uma temperatura abaixo da temperatura de saturação para uma dada pressão. Ou seja, ele não está prestes a ferver porque sua temperatura é menor que a necessária para iniciar a vaporização naquela pressão. No diagrama de fases, está na região abaixo da linha de saturação, mostrando que está “resfriado” em relação ao ponto de saturação.
Passo 4
Vamos resumir as diferenças principais:
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Líquido Saturado:
- Está em equilíbrio com sua fase vapor.
- A temperatura de saturação é atingida para a pressão dada.
- Pronto para começar a ferver se receber calor adicional.
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Líquido Sub-resfriado:
- Está a uma temperatura abaixo da temperatura de saturação para a mesma pressão.
- Não está pronto para ferver, mesmo se a pressão for mantida constante.
- Necessita de um aumento de temperatura para alcançar a condição de saturação.
Passo 5
Quanto às condições para que cada um ocorra:
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Líquido Saturado:
- Ocorre quando o líquido é aquecido até alcançar a temperatura de saturação correspondente à sua pressão.
- Exemplo: Água a 100°C e 1 atm.
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Líquido Sub-resfriado:
- Ocorre quando o líquido é mantido a uma temperatura menor que a temperatura de saturação para sua pressão.
- Pode acontecer, por exemplo, se retirarmos calor de um líquido já saturado, diminuindo sua temperatura sem alterar a pressão.
Resposta
Em resumo, líquido saturado é aquele que está na temperatura e pressão de equilíbrio com sua fase vapor, pronto para ferver, enquanto líquido sub-resfriado está a uma temperatura abaixo da de saturação para a mesma pressão, não pronto para a vaporização. As condições para cada um ocorrer dependem da relação entre a temperatura e a pressão em comparação com o ponto de saturação.