Líquido Saturado vs Líquido Sub-resfriado: 3 Fatos Críticos

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Líquido Saturado VS Líquido Sub-resfriado: Necessidade de Conhecer Fatos Críticos

Líquido saturado e líquido sub-resfriado são os diferentes estágios durante o processo de mudança de fase de um líquido puro. As fases principais de uma substância pura são sólida, líquida e gasosa.

Líquido sub-resfriado refere-se à fase de uma substância em que ela existe na forma líquida a uma temperatura abaixo de seu ponto de ebulição na pressão do sistema. o líquido saturado é um líquido que está prestes a evaporar, o que significa que qualquer diminuição da pressão sem alterar sua temperatura faz com que ele ferva.

Líquido Saturado Vs Líquido Sub-resfriado

Crédito da imagem: Líquido saturado vs. líquido sub-resfriado https://s3.studentvip.com.au/notes/11438-

Qualquer líquido, seja em sua forma pura ou em uma mistura, exerce uma pressão específica sobre a superfície do líquido a uma determinada temperatura, que é chamada de pressão de vapor da substância a essa temperatura. Se a temperatura do líquido aumenta, sua pressão de vapor também aumenta. Como essa pressão de vapor é igual à pressão da atmosfera circundante, o líquido começa a ferver. O líquido em seu ponto de ebulição é chamado de líquido saturado.

Por exemplo, a água é um líquido saturado em sua ponto de ebulição de 100°C sob a condição atmosférica ao nível do mar ou pressão 1-atmosfera. À medida que a água é resfriada abaixo de 100°C, ela se torna sub-resfriada. À medida que a pressão é aumentada além de 1 atmosfera, o ponto de ebulição da água aumenta, ou torna-se um líquido sub-resfriado a 100°C.

Exemplo de líquido sub-resfriado

Qualquer líquido abaixo de sua temperatura de ebulição a uma determinada pressão pode ser considerado um líquido Sub-resfriado.

A água ferve a 373 ° K (100 ° C). Agora, a água à temperatura ambiente 293 ° K (25 ° C) e à pressão atmosférica normal é um exemplo de Líquido sub-resfriado.

Certas condições que fazem com que um líquido seja sub-resfriado são:

A uma determinada pressão do sistema, quando o líquido atinge uma temperatura inferior à sua temperatura de saturação. Quando o líquido está a uma pressão superior à pressão de saturação na temperatura indicada. Termodinamicamente, o líquido tem entalpia e volume específico mais baixos do que o de um líquido saturado.

Artigo 3 imagem 1

Crédito da imagem: diagrama de TV que representa a mudança de fase para água a pressão constante https://engineering.purdue.edu/CFDLAB/class/me200/filesFall2010/me200_notes_f10_week3.pdf

Alguns outros exemplos de líquido sub-resfriado são:

  • Amônia líquida a uma temperatura abaixo de -33.3 ° C e pressão de 1 bar ou superior.
  • Amônia líquida a uma temperatura abaixo de -50 ° C e pressão de 0.41 bar ou superior.
  • Etilenoglicol a uma temperatura abaixo de 197 C e pressão de 1 bar ou superior
  • Álcool etílico a uma temperatura abaixo de 77.8 C e pressão de 1 bar ou superior.

Como pode ser visto acima, no exemplo da amônia líquida, ela pode sair em condições sub-resfriadas em diferentes condições de pressão e temperatura. -33.3 ° C é a temperatura de saturação da amônia a 1 bar de pressão. Da mesma forma, para uma temperatura de -50 ° C, a pressão de saturação correspondente para amônia é de 0.41 bar (aprox).

Pressão de líquido sub-resfriado

Um líquido com uma pressão maior do que sua pressão de saturação em uma determinada temperatura é considerado um líquido Sub-resfriado ou Comprimido.

Líquido sub-resfriado significa que a temperatura do líquido é inferior à temperatura de saturação para aquela pressão particular e um líquido comprimido significa que a pressão do líquido é superior à pressão de saturação para a temperatura dada. Ambos os termos podem ser usados ​​alternativamente.

Como os líquidos são incompressíveis por natureza, suas propriedades são relativamente independentes da pressão. Líquidos sub-resfriados são definidos por:

  • Pressão mais alta do que um líquido saturado (P> Psáb.em um determinado T)
  • Temperatura mais baixa do que um líquido saturado (T <Tsáb. em um determinado P)
  • Entalpia mais baixa do que um líquido saturado (h <hfem um determinado T ou P)
  • Energia interna mais baixa do que um líquido saturado (u <ufem um determinado T ou P)
  • Volume específico mais baixo do que um líquido saturado (v <vf em um determinado T ou P)

A entalpia é principalmente afetada pela pressão, uma relação mais precisa para h

hf~hf @ T+vf(PPsáb.)

pv

Crédito da imagem: Diagrama PV de uma substância pura http://processandinstrumentation.blogspot.com/

Perguntas Frequentes

P. Qual é a diferença entre líquido saturado e sub-resfriado?

Resp:Embora ambos Líquido saturado e Líquido sub-resfriado são as duas fases do mesmo líquido, eles são bastante diferentes um do outro.

Sub-resfriado é a condição em que o líquido está mais frio que a temperatura mínima (temperatura de saturação), necessária para mantê-lo longe da fervura. Pelo contrário, o líquido saturado é a condição em que o líquido está quase no ponto de ebulição.

No caso do líquido saturado, se a pressão for baixada ainda mais e mantendo a temperatura constante, o líquido saturado começará a ferver. Por outro lado, o líquido será sub-resfriado se a pressão for aumentada além da pressão saturada em seu ponto de ebulição.

P. Por que o sub-resfriamento é desejável em um sistema de refrigeração?

Resp:A líquido sub-resfriado aumenta a eficiência energética de um sistema de refrigeração, pois tem menor volume específico

O refrigerante é sub-resfriado no condensador para evitar a vaporização precoce do refrigerante antes de ir para o dispositivo de expansão.

Se a área de superfície adequada do condensador não for fornecida para garantir o subresfriamento adequado, o refrigerante pode evaporar parcialmente na tubulação conforme ele se move para o dispositivo de expansão. Se o refrigerante evaporar parcialmente antes de entrar no dispositivo de expansão, será necessário bombear um volume maior de refrigerante para atingir o mesmo resfriamento. Isso aumenta o custo de bombeamento e, portanto, o consumo de energia.