Exercícios Resolvidos de Regra das Fases, Diagrama e Balanço Material

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Enunciado

Nos estudos de processos envolvendo líquido-vapor, o ponto de bolha e o ponto de orvalho são características importantes. Tais pontos podem variar conforme composição, temperatura e pressão e são, normalmente, avaliados em pressão ou temperatura constantes.Numa mistura em temperatura constante, o ponto de bolha

  1. E o ponto de orvalho possuem pressões iguais a zero.
  2. E o de orvalho possum pressões iguais, porém, diferentes de zero.
  3. Tem pressão menor que o ponto de orvalho.
  4. Tem pressão maior que o ponto de orvalho.
  5. Tem temperatura menor que o ponto de orvalho.

Passo 1

Nessa questão, precisamos comparar o ponto de bolha e o ponto de orvalho, certo? Mas essa questão pede para a gente relacionar os dois considerando os gráficos de temperatura constante. Então, isso é uma PEGADINHA, pois estamos super acostumados a fazer essas análises com gráficos de pressão constante e variando a temperatura!

Esses gráficos a T constante têm essa carinha aqui:

A parte superior desses gráficos é a região de maior pressão, ou seja, de líquidos. E a parte inferior, com menor pressão, é o vapor (A TEMPERATURA CONSTANTE!!!).

Passo 2

Sabendo que na parte inferior é vapor, se a gente for subindo do ponto R para o ponto S, vemos que no ponto S vai aparecer a primeira gota de líquido. Portanto, esse é o nosso bom e velho Ponto de Orvalho!!

E aí, conforme continuarmos subindo a pressão, mais líquido vai sendo formado...

E se a gente olhar o ponto U, nele teremos a última bolha de vapor e todo o resto do líquido que se formou nesse aumento de pressão. Portanto, o ponto U é o nosso Ponto de bolha (uma bolha de vapor em equilíbrio com líquido).

Passo 3

Sabendo de tudo isso, bora avaliar as alternativas:

a. O ponto de bolha e o ponto de orvalho possuem pressões iguais a zero.

Para uma mistura, a T constante, os pontos de bolha e orvalho vão acontecer a pressões diferentes. Então, essa alternativa é falsa.

b. O ponto de bolha e o de orvalho possum pressões iguais, porém, diferentes de zero.

Errada pelo mesmo motivo.

c. O ponto de bolha tem pressão menor que o ponto de orvalho.

Como vimos ali no passo 2, o ponto de bolha ocorre em pressão maior que o ponto de orvalho. Isso acontece porque, num gráfico a T constante, a fase líquida fica lá em cima, em altos valores de P.

d. O ponto de bolha tem pressão maior que o ponto de orvalho.

Corretíssimo. O ponto de bolha está acima do ponto de orvalho num diagrama desse tipo, avaliando uma mesma composição global, a temperatura constante. Logo, como a escala do eixo y é a pressão, a pressão do ponto de polha é superior à pressão do ponto de orvalho.

e. O ponto de bolha tem temperatura menor que o ponto de orvalho.

Falso, porque estamos trabalhando a temperatura constante!

Resposta

Letra d)