Calculadora de pressão de vapor

Estime a pressão de vapor de um líquido em outra temperatura com a equação de Clausius-Clapeyron.

Pressão de vapor ajustada à temperatura
Informe um par conhecido de pressão e temperatura e a entalpia molar de vaporização da substância.

Sobre a pressão de vapor

A pressão de vapor é a pressão de equilíbrio exercida pelo vapor acima de seu líquido em um sistema fechado, a uma temperatura definida. As moléculas saem e retornam continuamente à superfície do líquido. Quando evaporação e condensação ocorrem à mesma taxa, o vapor está saturado e sua pressão é a pressão de vapor de equilíbrio. O aumento da temperatura eleva a fração de moléculas com energia suficiente para escapar; por isso, a pressão de vapor normalmente cresce rapidamente, e não de forma linear. Esta calculadora usa a equação integrada de Clausius-Clapeyron para transportar uma pressão de vapor conhecida de uma temperatura para outra. A relação usa o logaritmo natural da razão entre as pressões, a entalpia molar de vaporização, a constante universal dos gases e a diferença entre os inversos das temperaturas absolutas. Temperaturas em graus Celsius são convertidas internamente para kelvin. A entalpia em quilojoules por mol é convertida para joules por mol, garantindo compatibilidade com a constante dos gases. O resultado mantém a unidade da pressão conhecida, que nesta interface é o quilopascal. A equação pressupõe que o vapor se comporte aproximadamente como um gás ideal, que o volume molar do líquido seja desprezível em relação ao do vapor e que a entalpia de vaporização permaneça constante no intervalo selecionado. Essas hipóteses costumam ser razoáveis em uma faixa moderada, longe do ponto crítico. A precisão diminui em intervalos amplos, perto de transições de fase, sob altas pressões ou quando a associação molecular e o comportamento não ideal são importantes. Coeficientes de Antoine confiáveis ou uma correlação de propriedades validada para a substância e a faixa podem fornecer uma estimativa de engenharia melhor. Um líquido ferve quando sua pressão de vapor iguala a pressão ao redor. Assim, a calculadora ajuda a entender por que a temperatura de ebulição cai em altitudes elevadas ou aumenta em equipamentos pressurizados, embora não calcule essa temperatura diretamente. Use dados experimentais confiáveis para o ponto de referência e a entalpia. Não extrapole para regiões em que a substância mude de fase ou se decomponha. Para projeto de processos, alívio de pressão de segurança, exposição ambiental ou cálculos regulatórios, consulte dados de propriedades reconhecidos e aplique uma equação de estado ou correlação aprovada com incerteza documentada.

Exemplos de pressão de vapor

Cada estimativa usa um ponto conhecido e considera constante a entalpia de vaporização.

Dados conhecidos e objetivoPressão estimadaUso
101.325 kPa a 100 °C; objetivo 80 °C; 40.65 kJ/molCerca de 48 kPaEstimativa para a água em um intervalo curto.
3.17 kPa a 25 °C; objetivo 50 °C; 40.7 kJ/molCerca de 11 kPaA pressão aumenta bastante com a temperatura.
20 kPa a 40 °C; objetivo 20 °C; 35 kJ/molCerca de 8 kPaO resfriamento reduz a pressão de vapor de equilíbrio.

Como estimar a pressão de vapor

  1. Encontre uma pressão de vapor confiável medida em uma temperatura conhecida.
  2. Informe essa pressão e temperatura nas unidades exibidas.
  3. Informe a temperatura desejada e a entalpia molar de vaporização.
  4. Calcule e confira se a faixa de temperatura atende às hipóteses da equação.

Perguntas frequentes

O que é pressão de vapor?

É a pressão do vapor saturado em equilíbrio com seu líquido a uma dada temperatura. É uma propriedade da substância e aumenta com a temperatura.

Por que converter as temperaturas para kelvin?

A equação de Clausius-Clapeyron usa o inverso da temperatura absoluta. Valores Celsius não podem ser inseridos diretamente porque seu ponto zero é arbitrário.

Posso usar outra unidade de pressão?

A razão matemática permite qualquer unidade consistente para ambas as pressões. Esta interface identifica o valor conhecido e o resultado em quilopascals para evitar ambiguidades.

A entalpia de vaporização é realmente constante?

Ela varia com a temperatura e se aproxima de zero perto do ponto crítico. Considerá-la constante é uma aproximação mais adequada a um intervalo limitado de temperatura.

Qual é a relação entre pressão de vapor e ebulição?

A ebulição começa quando a pressão de vapor atinge a pressão externa. Portanto, uma pressão ambiente menor permite a ebulição em temperatura mais baixa.