Explique, com equações e exemplo aplicado, por que reduzir a pressão sobre um líquido altera seu ponto de…

Questão

Explique, com equações e exemplo aplicado, por que reduzir a pressão sobre um líquido altera seu ponto de ebulição e indique como esse princípio pode ser usado em um processo produtivo sustentável.

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

A relação de Clausius–Clapeyron descreve a variação da pressão de vapor com a temperatura: ln(P2/P1)= -?Hvap/R (1/T2-1/T1). Diminuir P reduz Tboil porque, para equilíbrio líquido–vapor, a temperatura necessária para que Pvap iguale a pressão ambiente é menor. Ex.: destilação a vácuo (redução de P) permite separar compostos termossensíveis a temperaturas inferiores, reduzindo consumo energético e degradação do produto. Na prática, ao operar a menor pressão, ?T exigida diminui, exigindo menos calor por mol (q = n·Cp·?T + n·?Hvap reduzido), e possibilita reciclar calor residual, aumentando eficiência e sustentabilidade em indústrias farmacêutica e alimentícia.

Explicação

A resposta aborda a relação entre pressão e ponto de ebulição utilizando a equação de Clausius–Clapeyron, que demonstra como a diminuição da pressão reduz a temperatura de ebulição. O exemplo da destilação a vácuo ilustra a aplicação prática desse princípio, mostrando como ele permite a separação de compostos sensíveis a altas temperaturas, contribuindo para a eficiência energética. Além disso, a menção à reciclagem de calor residual destaca a relevância do processo para a sustentabilidade em indústrias.

Raio-X da questão

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