Um cilindro provido de um pistão móvel e mantido em temperatura constante de é completamente preenchido com de água líquida. O pistão é movido lentamente de modo a aumentar o volume da câmara até . A pressão da água pura nessa temperatura é .
Considere as proposições:
Ocorre vaporização completa da água no cilindro.
A pressão interna no cilindro permanece constante até que o volume interno ultrapasse
Quando o volume interno ultrapassa a pressão interna passa a diminuir com o aumento do volume.
O aumento da temperatura em qualquer instante do processo provocaria um aumento na pressão interna.
Assinale a alternativa que relaciona as proposições corretas.
Para analisar esse sistema, é necessário verificar se a quantidade de água disponível é suficiente para atingir a pressão máxima de vapor no volume final. Se não for, em algum momento toda a água terá evaporado e o comportamento passará a seguir a lei dos gases ideais.
De
De
Como a quantidade disponível () é menor que a necessária (), toda a água evaporará antes de atingir a pressão máxima de vapor no volume final.
A pressão se mantém constante e igual à pressão de vapor enquanto houver equilíbrio líquido-vapor. A partir de
A partir desse volume, não há mais líquido e o gás segue a lei dos gases ideais, com pressão diminuindo conforme o volume aumenta.
Como demonstrado, a quantidade de água é insuficiente para manter o equilíbrio líquido-vapor em , então toda a água evapora.
Para volumes menores que , o equilíbrio líquido-vapor é mantido e a pressão permanece constante e igual à pressão de vapor máxima.
A partir de , não há mais equilíbrio líquido-vapor e o sistema se comporta como um gás ideal, cuja pressão diminui com o aumento do volume.
Um aumento de temperatura aumentaria a pressão do sistema em qualquer instante: enquanto houver equilíbrio líquido-vapor, a pressão de vapor aumenta com a temperatura; quando todo o líquido já tiver evaporado, a pressão do gás ideal também aumenta com a temperatura.