Pressão de Vapor — Clausius-Clapeyron
Estime P2 pela equação simplificada de Clausius-Clapeyron a partir de P1, T1, T2 e ΔHvap (J/mol).
P2 (kPa)
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Clausius-Clapeyron: ln(P₂/P₁) = −(ΔH_vap/R)·(1/T₂ − 1/T₁)
A equação de Clausius-Clapeyron amarra a pressão de vapor de um líquido à temperatura por meio da entalpia de vaporização: ln(P₂/P₁) = −(ΔH_vap/R)·(1/T₂ − 1/T₁), com R = 8,314 J/(mol·K) e temperaturas em kelvin. Tendo um ponto de referência (P₁, T₁) e o ΔH_vap, dá para prever a pressão de vapor em qualquer outra temperatura T₂. Veja a água: ΔH_vap ≈ 40,7 kJ/mol e, no ponto de ebulição T = 373 K, P = 101325 Pa. Jogue T = 298 K (25°C) na equação e o resultado é P_vap ≈ 3,17 kPa, bem perto do valor medido. Como a pressão de vapor cai de forma exponencial quando a temperatura abaixa, uma poça que leva dias para secar no inverno some em minutos no verão.
Aplicações
Ela aparece na meteorologia (umidade relativa, ponto de orvalho, formação de nuvens, neblina e chuva), nas simulações CFD com mudança de fase e na liofilização (freeze-drying) da indústria farmacêutica e alimentícia, onde vácuo e frio atuam juntos para sublimar a água. Também entra no projeto de colunas de destilação (alambiques, refinarias), nos ajustes de cozimento em altitude (a água ferve a 93°C em Bogotá e perto de 88°C na base do Everest) e na escolha de fluidos refrigerantes em HVAC.
Perguntas frequentes
O ΔH_vap muda com a temperatura? Muda um pouco. A equação considera o ΔH_vap constante, o que serve bem em faixas curtas de temperatura. Quando você se afasta bastante do ponto de referência, vale recorrer a formas mais precisas, como Antoine ou Wagner.
Por que usar kelvin? O termo 1/T só faz sentido numa escala absoluta. Com Celsius, você esbarraria em divisão por zero ou recíprocos negativos, e a fórmula desanda.
Posso usar para sólidos (sublimação)? Pode. Basta trocar o ΔH_vap pelo ΔH_sub. A mesma forma dá conta de gelo seco, iodo e bolinhas de naftalina.
Ferramentas Relacionadas
Pressão Osmótica
Calcula pressão osmótica π = M·R·T (M = molaridade mol/L, R = 0,0821 L·atm/mol·K, T em K). Importante em biologia.
Pressão de Contato do Freio
Calcula a pressão de contato entre a sapata/pastilha e o tambor/disco de um freio, p = F ÷ A, a partir da força normal F (N) e da área de contato do material de atrito A (m²); o resultado é em kPa. A pressão de contato é a força normal distribuída sobre a área da superfície de atrito, e é um dos parâmetros mais importantes na DURABILIDADE e no DESEMPENHO de um freio ou embreagem. Ela deve ser menor que a pressão ADMISSÍVEL do material de atrito (lonas, pastilhas orgânicas, semi-metálicas, cerâmicas ou metálicas sinterizadas — cada uma com seu limite). Pressões ACIMA do admissível levam ao desgaste acelerado, ao superaquecimento e à perda de atrito (fading), reduzindo a vida do material e comprometendo a frenagem. Pressões muito BAIXAS subutilizam o material (freio maior e mais caro que o necessário). A pressão de contato também se relaciona com o produto p·v (pressão × velocidade), que é o indicador-chave da intensidade térmica do contato de atrito — materiais de atrito têm um limite de p·v acima do qual superaquecem, e esse limite frequentemente governa o projeto. Esta verificação simples — comparar a pressão de contato com a admissível do material — é essencial no projeto de freios e embreagens e na escolha do material de atrito adequado à aplicação. Informe a força normal e a área de contato.
Calculadora de pressao atmosferica por altitude
Estima a pressao atmosferica em hPa em uma altitude arbitraria em metros usando a formula barometrica simplificada da atmosfera padrao.
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