1

1

PQI 2321 – Tópicos de Química Ambiental I

Aula 12

Escola Politécnica da Universidade de São Paulo

Engenharia Ambiental – 1º semestre - 2012

2

UMIDADE RELATIVA e PONTO DE ORVALHO

Problema:

Na manha de determinado dia, o serviço meteorológico informou que a pressão barométricaera de 98520 Pa, a temperatura ambiente estava em 30⁰C e que o ar atmosférico apresentaumidade relativa de 60%.

Para tais condições determine a umidade molar e o ponto de orvalho do ar.

2

3

PRESSÃO PARCIAL

Pressão parcial de vapor é a pressão que um dado volume de gás exerce dentro de um recipiente em relação à pressão máxima que ele exerceria se ocupasse todo o seu volume.

Ao se misturar gases diferentes num mesmo recipiente, considera-se que cada gás exerce certa pressão no sistema de modo isolado. Pode-se considerar que a pressão parcial de um gás é a pressão total que ele exerceria se apenas ele estivesse contido no recipiente. Desta forma, a soma das pressões parciais dos gases é a pressão total. Essa relação vale para gases com Comportamento Ideal.

Considerando P a pressão total, PA a pressão parcial de um certo gás A, PB a pressão parcial de um certo gás B e (X) a fração molar (ou de quantidade de matéria), temos as seguintes relações:

Apenas relembrando, a fração molar é a relação entre o número de mols do gás pelo número de mols da mistura.

4

PRESSÃO DE VAPOR

Pressão de vapor (P*) é a pressão exercida por um vapor quando este está em equilíbrio dinâmico com o líquido que lhe deu origem. Em outra palavras, a pressão de vapor pode ser vista como uma medida da tendência de evaporação de um líquido:

���� P* � ���� Volatilidade � ���� Teb (= temperatura de ebulição)

sempre considerando medidas relativas tomadas em comparação com outros líquidos com menor pressão de vapor à mesma temperatura de referência

A pressão de vapor é uma propriedade física que depende intimamente do valor da temperatura. Qualquer que seja a temperatura, a tendência é de o líquido se vaporizar até atingir equilíbrio termodinâmico com o vapor. Em termos cinéticos, esse equilíbrio se manifesta quando a taxa de líquido vaporizado é igual à taxa de vapor condensado

Uma substância líquida entra em ebulição quando a pressão do sistema ao qual faz parte atinge a pressão de vapor dessa substância. Esse ponto recebe o nome de ponto de ebulição ou temperatura de ebulição.

Em locais com maior altitude, onde a pressão atmosférica é menor, a temperatura de ebulição das substâncias líquidas são mais baixas já que sua pressão de vapor precisa se igualar a um valor menor (considerando que o sistema é aberto).

3

5

PRESSÃO DE VAPOR

Equilíbrio líquido-vapor da água ao nível do mar

Quanto mais se aumenta a temperatura, maior será a taxa de ebulição da água. Por outro lado, enquantoa pressão exercida pelo vapor for menor do que a pressão exercida pela atmosfera, a quantidade demoléculas que se condensa aumenta a medida que compensa a quantidade de moléculas que vaporiza,restabelecendo assim o equilíbrio dinâmico.Quando a temperatura do sistema atinge 100⁰C (= temperatura de ebulição da água no nível do mar), ataxa de vaporização vence a taxa de condensação e, assim ocorre o fenomeno da mudança de fase.

6

Gráfico 1: Pressões de vapor = f (Temperatura) para Água

1 Torr = 0,13332 kPa

1 atm = 760 Torr = 760 mmHg

4

7

Gráfico 2: Ponto Tríplice

8

Gráfico 3: Diagrama de Fases (P vs. T)

5

9

Gráfico 4: Pressões de vapor = f (Volume) para Água

10

Gráfico 5: Mudanças de Fase da água e pressão constante

A: aquecimento do geloB: fusão do gelo a 0 ºCC: aquecimento da água líquidaD: vaporização da água líquida a 100 ºCE: aquecimento do vapor