Conceito De Uma Linha De Saturação

Introdução:

A pressão de vapor é a pressão exercida pelo vapor de uma substância líquida no líquido quando ocorre o equilíbrio entre essas fases. A pressão de vapor é uma propriedade característica de líquidos e está relacionada diretamente com as forças de interação entre as moléculas que formam esse líquido e a temperatura do sistema. Quanto menor a pressão de vapor, maior são as forças de atração entre as moléculas e maior a temperatura necessária para se atingir o ponto de ebulição. Quanto maior a temperatura do sistema maior tende-se a ser a pressão de vapor.

Uma parte do líquido torna-se vapor e, durante este processo, a pressão permanecendo constante, a temperatura também permanecerá constante mas a quantidade de vapor gerada aumenta consideravelmente (aumentado o volume específico). Quando a última porção de líquido tiver vaporizado uma adicional transferência de calor resulta em um aumento da temperatura e do volume específico como mostrado.

Temperatura de saturação : O termo designa a temperatura na qual se dá a vaporização de uma substância pura a uma dada pressão. Essa pressão é chamada “pressão de saturação” para a temperatura dada. Assim, para a água a 100 ºC, a pressão de saturação é de 1,014 bar, e para a água a 1,014 bar de pressão, a temperatura de saturação é de 100ºC. Para uma substância pura há uma relação definida entre a pressão de saturação e a Temperatura de saturação correspondente.

A pressão de vapor é uma propriedade medida apenas no equilíbrio líquido-vapor. Ou seja, quando a quantidade de líquido vaporizado é igual a quantidade de vapor condensado. Chama-se ponto de saturação à quantidade máxima de vapor de água que o ar pode conter, a uma determinada temperatura e pressão.

A medição de pressão é ponto de interesse da ciência há muitos anos. No final do século XVI, o italiano Galileo Galilei (1564-1642) recebeu patente por um sistema de bomba d’água usada na irrigação O coração de sua bomba era um sistema de sucção que ele descobriu ter a capacidade de elevar a água no máximo 10 metros. A causa desse limite não foi descoberta por ele, o que motivou outros cientistas a estudarem esse fenômeno.

Em 1643, o físico italiano Evangelista Torricelli (1608-1647) desenvolveu o barômetro. Com esse aparelho, avaliava a pressão atmosférica, ou seja, a força do ar sobre a superfície da terra. Ele fez uma experiência preenchendo um tudo de 1 metro com mercúrio, selado de um dos lados e mergulhado em uma cuba com mercúrio do outro. A coluna de mercúrio invariavelmente descia no tubo até cerca de 760 mm. Sem saber exatamente o porquê deste fenômeno, ele o atribuiu a uma força vinda da superfície terrestre. Torricelli concluiu também que o espaço deixado pelo mercúrio no começo do tudo não continha nada e o chamou de “vacuum” (vácuo).

Cinco anos mais tarde, o francês Blaise Pascal usou o barômetro para mostrar que no alto das montanhas a pressão do ar era menor.

Em 1650, o físico alemão Otto Von Guericke desenvolveu a primeira bomba de ar eficiente, com a qual Robert Boyle realizou experimentos sobre compressão e descompressão e depois de 200 anos, o físico e químico francês, Joseph Louis Gay-Lussac, verificou que a pressão de um gás confinado a um volume constante é proporcional à sua temperatura.

Em 1849, Eugene Bourdon recebeu patente pelo Tubo de Bourdon, utilizado até hoje em medições de pressões relativas. Em 1893, E.H. Amagat utilizou o pistão de peso morto em medições de pressão.

Resumidamente, todo sistema de medição de pressão é constituído pelo elemento primário, o qual estará em contato direto ou indireto ao processo onde se tem as mudanças de pressão e pelo elemento secundário(Transmissor de Pressão) que terá a tarefa de traduzir esta mudança em valores mensuráveis para uso em indicação, monitoração e controle.

A pressão assim como a temperatura possui escalas sendo estas: escala absoluta e relativa. A escala absoluta adota como zero o vácuo absoluto, o que justifica a afirmação que nesta escala só existe pressões positivas, teoricamente poderíamos ter a pressão igual a zero, que representaria a pressão do vácuo absoluto. Realizada por barômetros, utilizado na determinação da pressão atmosférica local, também denominada de pressão barométrica.

A escala efetiva ou Relativa adota como zero a pressão atmosférica local, o que justifica a afirmação que nesta escala existe: pressões negativas (depressões ou vácuos técnicos), nulas e positivas. Os aparelhos mais utilizados para a determinação da pressão efetiva são: o piezômetro e o manômetro metálico.

O manômetro metálico permite medidas de pressão e depressão. A leitura do manômetro é efetiva quando a parte externa estiver exposta à pressão atmosférica. Ou seja a pressão medida deforma um tubo em arco e reticação da extremidade é medida numa escala convertida. Dessa maneira temos:

Pmanômetro = Ptomada de pressão – Pexterna

O dispositivo mais simples para medir pressões é o tubo piezométrico ou, simplesmente, piezômetro. Consiste na inserção de um tubo transparente na tubulação ou recipiente onde se quer medir a pressão. O líquido subirá na coluna piezométrico a uma altura h, correspondente à pressão interna. O centro do tubo é a origem da medida h. O uso do piezômetro tem uso limitado devido: para líquidos de baixo peso específico a altura h será muito alta inviabilizando o aparato. Existem basicamente 03 tipos de piezômetros: piezômetro de coluna vertical, de coluna inclinada e de tubo em U (manômetro).

O manômetro com tubo em U comparando como piezômetro, o formato em U corrige o problema de medida das pressões efetivas negativas, além disso, a presença do fluido manométrico permite a medida da pressão de gases evitando escape e, por outro lado, pode diminuir a altura adotando-se um peso específico relativamente alto.

O barômetro mede a pressão atmosférica. O processo envolve virar um tubo cheio de líquido dentro de uma vasilha (dentro do mesmo líquido), ele descerá até uma certa posição de equilíbrio. O barômetro foi idealizado por Torricelli, que definiu a pressão atmosférica padrão como sendo a pressão determinada ao nível do mar, a uma temperatura aproximadamente igual a 15ºC e para o ar com uma massa específica aproximadamente igual a 1,226 kg/m3. Para as condições descritas, considerando o mercúrio como fluido manométrico (γHg=13592,105 kgf/m3), onde se desprezou a sua pressão de vapor, obteve-se a carga de pressão de 760 mmHg.