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Variação da pressão do GLP com a temperatura.

Professor Lang

As postagens do CREF tem me aauxiliado muito em sala de aula. Quero que o sr. saiba como o seu trabalho tem sido importante para professores como eu.

Lendo a postagem sobre a pressão em botijões com gás de cozinha (GLP) gostaria de saber mais sobre a variação dos valores desta pressão com a temperatura e se ela não pode ser descrita pela conhecida fórmula p/T=const. pois o volume ocupado pelo gás dentro do botijão é constante. Agradeço antecipadamente sua resposta.

Respondido por: Prof. Fernando Lang da Silveira - www.if.ufrgs.br/~lang/

O GLP é uma mistura de diversos hidrocarbonetos de baixa massa molar sendo o propano e o butano os componentes principais.

No interior do botijão as duas fases, líquida e gasosa (vapor), coexistem. Esta coexistência é possível em uma específica pressão, a pressão de vapor saturado (pvs), que se modifica com a temperatura de acordo com a Equação de Clausius-Clapeyron.

Por simplicidade consideremos que em um botijão de 13 kg exista apenas propano. Existirão as duas fases, vapor e líquido, até que praticamente toda a massa de 13 kg seja consumida e portanto a pressão no interior do botijão será a pvs que está representada na figura 1 em função da temperatura. O gráfico da figura 1 foi construído a partir dos valores disponibilizados em AGASEUROPE  – em engineeringtoolbox encontram-se valores da pvs para diversas misturas de propano e butano – , sendo ajustada por regressão a Equação de Clausius-Clapeyron indicada na figura.

Conforme o gráfico indica a variação da pressão de vapor saturado com a temperatura não é linear, ou seja, não vale a conhecida equação p/T=const. para o vapor saturado. Na faixa de -10°C a 40°C a pressão de vapor saturado cresce por aproximadamente 14/3,5=4=400%  enquanto um gás ideal nesta faixa de temperatura teria um incremento de apenas de 313/263=1,2=120%.

Aqui no RS no inverno há muitos relatos sobre o “enfraquecimento” do gás nas cozinhas e nos aquecedores no inverno. Recentemente recebemos uma consulta de uma pessoa que relatou que na cozinha de sua paróquia religiosa, onde são preparados os alimentos para necessitados, havia interrupção do gás devido ao resfriamento dos botijões. Tal resfriamento, com consequente abaixamento da pressão, acontece não apenas porque a temperatura ambiente é baixa mas também pela alta vazão de gás para fora do botijão pois tal processo é aproximadamente adiabático.

A propósito do resfriamento adiabático do botijão, aí vai uma história dos anos 70. Um vizinho de meus pais fazia chimia (schmier) de goiaba e para tanto instalou diretamente sobre um botijão de 13 kg um fogareiro. A chama do fogareiro ficou a apenas alguns centímetros da válvula de segurança fusível do botijão e esta efetivamente derreteu.  Houve então um forte jato de GLP que entrou em combustão devido ao fogo no fogareiro. O resultado foi o incêndio completo da garagem onde o incauto fazia a chimia. Alguns dias depois eu encontrei com o sujeito e ele me relatou algo que viu e que lhe era paradoxal: por cima do botijão havia aquele fogaréu enquanto o botijão se cobriu de gelo. Ele me disse espantado: “Professor, como pode com aquele fogo todo ter gelo embaixo?!” Eu respondi rindo: “É um belo problema de Termodinâmica para a prova de meus alunos.”

Há diversas postagens no Pergunte ao CREF tratando da pressão de vapor saturado da água e outras substâncias. Vide pvs.

“Docendo discimus.” (Sêneca)


9 comentários em “Variação da pressão do GLP com a temperatura.

  1. Augusto Viano disse:

    Professor, tenho uma dúvida, quando que podemos usar a equação de Clapeyron, só na pvs e p/t=const usa-se para gás ideial é isso? Estou muito equivocado entre estas duas equações Clapeyron e equação de estado.

  2. Augusto Viano disse:

    Professor, a outra dúvida que tenho é no uso de botijão de refrigerante R134a ou R22 ,como se explica o fato de obtermos vapor quando a garrafa ou botijão está em pé e obtermos líquido quando a garrafa está virada de cabeça para baixo. Eu trabalho na área de refrigeração e climatização mas me sinto mal até hoje não consi ter explicação para isso me ajude. Obrigado

    • Fernando Lang disse:

      Vapor e líquido coexistem em equilíbrio no recipiente fechado e como o líquido é mais denso, fica embaixo. Então se quiseres líquido deves drenar o recipiente pela parte inferior.

      • Augusto Viano disse:

        Muito Obrigado Professor. Outra dúvida é : se já viu aqueles 2 tubos que fazem a ligação entre as unidades interior e exterior dos condicionadores de ar, aqueles tur são de diâmetros diferentes, sendo o de diâmetro maior de refrigerante no estado de vapor chamado de linha de baixa pressão e outro tubo de diâmetro menor no seu interior circula refrigerante no estado líquido , esse tudo é chamado de linha de alta pressão. Alguma explicação para o diâmetro de vapor ser maior e de líquido ser menor.?

  3. Augusto Viano disse:

    Professor, qual é a sugestão que dá em termos de material de termodinâmica para profissionais da área de climatização e refrigeração de modo a melhor diagnosticar e solucionar os problemas da área. Dado que a muita termodinâmica envolvida nessa área. Obrigado

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