Última atualização: 30 de Oct. de 2024

Calculadora da Pressão de Vapor da Água

Q: O que é pressão de vapor?

A pressão de vapor da água é o ponto de equilíbrio entre o número de moléculas de água que se movem entre a fase líquida e a fase gasosa em um recipiente fechado . Nesse ponto, há tantas moléculas saindo do líquido e entrando na fase gasosa quanto há moléculas saindo da fase gasosa e entrando na fase líquida.

Q: A pressão de vapor aumenta com a temperatura?

Sim , a pressão de vapor aumenta com a temperatura , pois as moléculas recebem mais energia para escapar da fase líquida e fazer a transição para a fase gasosa. Observe que é necessário um recipiente fechado , pois, caso contrário, as moléculas na fase gasosa sairão voando.

Q: Como calcular a pressão de vapor da água a 80°C graus?

A pressão de vapor da água a 80 °C será de 47,27 kPa (fórmula de Antoine) ou 46,19 kPa (fórmula simplificada). Para encontrar a pressão de vapor da água : Use uma das aproximações populares, por exemplo, a fórmula de Antoine: P Antoine = 10 A-B/(C+T) = 10 8,14019-1810,94/(244,485+T) Digite T = 80 °C em graus Celsius: 10 8,14019−1810,94/(244,485+80) . Calcule 10 1,6746 = 47,27 kPa . Compare com a fórmula simplificada: P simples = e 20,386-5132/(T+273,15) = e 20,386-5132/(80+273,15) = 46,19 kPa

Q: A pressão de vapor da água pode ser zero?

Não , a pressão de vapor não pode ser zero quando a temperatura está acima do zero absoluto . Observe que há muitos objetos que estão a pairar pelo vácuo do espaço (cuja temperatura não é zero absoluto) a muito tempo, mas não evaporaram porque têm pressão de vapor diferente de zero. Um exemplo deste tipo de objetos seriam os asteroides.

Q: Por que a pressão de vapor da água é tão importante?

A pressão de vapor da água é crucial para as formas de vida na Terra , pois seu valor é alto o suficiente para permitir o processo de evaporação , mas baixo o suficiente para permitir também a existência de água líquida e sólida .

Criada por Dr.(a) Hanna Pamuła

Revisada por Bogna Szyk e Adena Benn

Adena Benn

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Adena Benn is an Information Technology teacher with a degree in Computer Science. She has been teaching high schoolers since 1996 and loves everything computers. She loves problem-solving, so creating calculators to solve real-world problems is her idea of fun. She writes children's stories, is a seamstress, and is an avid reader. In her spare time, she travels and enjoys nature. See full profile

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Traduzida por Luna Maldonado Fontes

Luna Maldonado Fontes

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A graduate of Liberal Arts & Sciences with a focus on non-neural cognition. For their thesis, Luna studied how non-neural organisms (like slime molds) can be used to solve logic problems. Luna is a firm advocate for the DIY science movement and a member of the DIY and DIWO science community. When Luna is not working, they are either making videos or reading about different medicinal herbs. See full profile

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e Doutorando(a), Marinara Andrade do Nascimento Moura

Marinara Andrade do Nascimento Moura

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Marinara holds a master’s degree in Technology and is working on her PhD in Civil Engineering. She has always been interested in science and engineering, mostly because she is passionate about solving problems. She has published her articles in important scientific journals and international conferences as a researcher. She has experience teaching undergraduate students and believes that teaching is a perfect way to learn because the more we give, the more we have. In her free time, she loves to cook (and eat!), travel with her husband, and chat with her friends. See full profile

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Índice

O que é pressão de vapor? Definição de pressão de vapor Fatores que influenciam a pressão de vapor Fórmulas de pressão de vapor Pressão de vapor da água Como usar a calculadora da pressão de vapor da água Perguntas frequentes

A calculadora da pressão de vapor da água da Omni é uma ferramenta útil que pode ajudar você a determinar a pressão do vapor da água e do gelo. Basta digitar a temperatura e a pressão aparecerá rapidamente. Experimente! Se você não tiver certeza do que é pressão de vapor, continue lendo. Você encontrará a definição, cinco fórmulas diferentes de pressão de vapor e detalhes sobre a fórmula mais usada: a equação de Antoine.

O que é pressão de vapor? Definição de pressão de vapor

ilustração da pressão de vapor, limite entre gás e líquido

Pressão de vapor é a pressão exercida por um vapor que está em equilíbrio termodinâmico com suas fases condensadas (sólido ou líquido) em um sistema fechado a uma determinada temperatura. O equilíbrio ou, em outras palavras, o estado estável, entre a evaporação e a condensação ocorre quando:

A taxa de evaporação do líquido = taxa de condensação do gás

A pressão de vapor é uma das características dos fluidos: é uma medida da tendência de um material de passar para o estado gasoso/vapor. A pressão de vapor de um líquido pode ser medida de várias maneiras, por exemplo, por um manômetro conectado ao frasco com o líquido medido.

Fatores que influenciam a pressão de vapor

Há dois fatores que influenciam a pressão de vapor:

Temperatura

Quanto mais alta a temperatura, mais moléculas têm energia suficiente para escapar do líquido ou sólido, o que leva a valores mais altos de pressão de vapor.

a temperatura de um líquido aumenta ( $T\uparrow$ ) → a energia cinética de suas moléculas aumenta ( $E_{\mathrm{k}}\uparrow$ ) → o número de moléculas que fazem a transição para o vapor aumenta → a pressão de vapor aumenta ( $P\uparrow$ )

Em temperaturas mais baixas, menos moléculas têm energia suficiente.
Natureza da substância (tipos de moléculas)

A pressão de vapor será relativamente baixa para substâncias com forças intermoleculares mais fortes. Por outro lado, a pressão de vapor é relativamente alta para forças relativamente fracas.

O que é importante mencionar é o fato de que a área da superfície da substância líquida/sólida em contato com o gás não afeta a pressão de vapor. Portanto, não importa se colocamos nosso líquido em um frasco largo ou em um cilindro graduado fino, a pressão de vapor permanece a mesma.

Fórmulas de pressão de vapor

Há muitas fórmulas diferentes, graças às quais você pode calcular a pressão de vapor da água. A mais conhecida e estabelecida é a equação de Antoine, mas também existem outros métodos (e eles têm melhor desempenho em condições normais). Em nossa calculadora, você encontrará os métodos implementados:

1. Fórmula simplificada:

P_{\mathrm{Simplificada}} = \mathrm{e}^{20,386-\frac{5132}{T+273,15}}

onde a pressão de vapor é expressa em $\mathrm{mmHg}$ e a temperatura em kelvin.

2. Fórmula de Antoine:

P_\mathrm{Antoine} = 10^{A-\frac{B}{C+T}}

A temperatura $T$ é expressa em graus Celsius e a pressão de vapor $P$ está em $\mathrm{mmHg}$ . Vá para a próxima seção para ler mais sobre as constantes da fórmula de Antoine.

3. Fórmula de Magnus, também conhecida como equação de August-Roche-Magnus ou Magnus-Tetens:

P_{\mathrm{Magnus}}= 0,\!61094\!\cdot\!\mathrm{e}^{\frac{17,625 \cdot T}{T+ 243,04}}

onde $T$ é expresso em $\degree\mathrm{C}$ e $P$ em $\mathrm{kPa}$ .

4. Fórmula de Tetens:

P_{\mathrm{Tetens}}= 0,\!61078 \!\cdot\!\mathrm{e}^{\frac{17,27 \cdot T}{T + 237,3}}

onde $T$ é expresso em $\degree\mathrm{C}$ e $P$ em $\mathrm{kPa}$ .

5. Fórmula de Buck, também conhecida como equação de Arden Buck:

\begin{split} P_{\mathrm{Buck}} =\ &0,\!61121\\&\cdot\mathrm{e}^{\left(18,678 - \frac{T}{234,5}\right)\cdot\frac{T}{257,14+T}} \end{split}

onde $T$ é expresso em $\degree\mathrm{C}$ e $P$ em $\mathrm{kPa}$ .

Você também pode usar outra equação, chamada fórmula de Goff-Gratch, mas como ela é mais complicada (e aproximadamente tão precisa quanto a fórmula de Buck), não a implementamos em nossa calculadora da pressão de vapor da água. A tabela abaixo mostra a comparação das precisões entre as diferentes fórmulas para várias temperaturas na faixa $0\ \degree\mathrm{C}$ - $100\ \degree\mathrm{C}$ .

Os valores de referência vêm de Haar et al. (1984, apud LIDE, 2004) e são baseados na pressão de vapor da água, em $\mathrm{kPa}$ .

T [°C]	T [F]	P (Tabela de Lide)	P (Simples)	P(Antoine)	P (Magnus)	P (Tetens)	P (Buck)
0	32	0,6113	0,6593 (+7,85%)	0,6056 (-0,93%)	0,6109 (-0,06%)	0,6108 (-0,09%)	0,6112 (-0,01%)
20	68	2,3388	2,3755 (+1,57%)	2,3296 (-0,39%)	2,3334 (-0,23%)	2,3382 (+0,05%)	2,3383 (-0,02%)
35	95	5,6267	5,5696 (-1,01%)	5,6090 (-0,31%)	5,6176 (-0,16%)	5,6225 (+0,04%)	5,6268 (+0,00%)
50	122	12,344	12,065 (-2,26%)	12,306 (-0,31%)	12,361 (+0,13%)	12,336 (+0,08%)	12,349 (+0,04%)
75	167	38,563	37,738 (-2,14%)	38,463 (-0,26%)	39,000 (+1,13%)	38,646 (+0,40%)	38,595 (+0,08%)
100	212	101,32	101,31 (-0,01%)	101,34 (+0,02%)	104,077 (+2,72%)	102,21 (+1,10%)	101,31 (-0,01%)

Como você pode observar, a equação de Antoine é razoavelmente precisa para temperaturas mais altas, mas as mais baixas são calculadas com um erro bastante grande. A equação de Tetens funciona bem para a faixa $0\ \degree\mathrm{C}$ - $50\ \degree\mathrm{C}$ , mas Buck supera todas elas para cada valor verificado. Os valores começam a diferir significativamente para temperaturas superiores a $100\ \degree\mathrm{C}$ , e a equação de Antoine geralmente é a mais precisa.

Equação de Antoine

A equação de Antoine é derivada da relação Clausius-Clapeyron (a que usamos em nossa calculadora de ponto de ebulição). É uma fórmula semi-empírica que descreve a associação entre a pressão de vapor e a temperatura. Ela funciona para muitas substâncias, embora você precise conhecer os coeficientes. Normalmente, há dois conjuntos de parâmetros usados para um único componente:

P_{\mathrm{Antoine}} = 10^{A-\frac{B}{C+T}}

Um para descrever a curva de pressão de vapor até o ponto de ebulição normal. Para a água, é o intervalo $0\ \degree\mathrm{C}$ - $100\ \degree\mathrm{C}$ ou $32\ \degree\mathrm{F}$ - $212\ \degree\mathrm{F}$ .

\qquad \begin{split} A& = 8,\!07131\\ B& =1730,\!63\\ C&=233,\!426 \end{split}

Portanto, a equação de Antoine é:

\qquad P_{\mathrm{Antoine}} = 10^{8,07131-\frac{1730,63}{233,426+T}}

O segundo para a faixa do ponto de ebulição normal até o ponto crítico ( $100\ \degree\mathrm{C}$ - $374\ \degree\mathrm{C}$ ou $212\ \degree\mathrm{F}$ - $705\ \degree\mathrm{F}$ para água).

\qquad \begin{split} A& = 8,\!14019\\ B& =1810,\!94\\ C&=244,\!485 \end{split}

Portanto, a fórmula é a seguinte:

\qquad P_{\mathrm{Antoine}} = 10^{8,14019-\frac{1810,94}{244,485+T}}

Às vezes, a equação de Antoine é simplificada (omitindo o coeficiente C) ou ampliada com três termos adicionais, o que pode aumentar a flexibilidade da equação.

🙋 Antes de ir para a próxima seção, certifique-se de dominar as conversões entre as várias unidades de medida de pressão: o conversor de pressão 🇺🇸 da Omni é um guia abrangente para isso. Você também pode experimentar o conversor de temperatura 🇺🇸 para um exercício mnemônico mais fácil!

Pressão de vapor da água

A pressão de vapor da água é a pressão na qual o vapor de água está em equilíbrio termodinâmico com seu estado condensado. A água se condensará se aumentarmos a pressão e mantivermos a temperatura.

Dê uma olhada nesta prática tabela de pressão de vapor da água para encontrar rapidamente a pressão para diferentes temperaturas:

T [°C]	T [°F]	P [kPa]	P [torr]	P [atm]
0	32	0,6113	4,5851	0,0060
5	41	0,8726	6,5450	0,0086
10	50	1,2281	9,2115	0,0121
15	59	1,7056	12,7931	0,0168
20	68	2,3388	17,5424	0,0231
25	77	3,1690	23,7695	0,0313
30	86	4,2455	31,8439	0,0419
35	95	5,6267	42,2037	0,0555
40	104	7,3814	55,3651	0,0728
45	113	9,5898	71,9294	0,0946
50	122	12,3440	92,5876	0,1218
55	131	15,7520	118,1497	0,1555
60	140	19,9320	149,5023	0,1967
65	149	25,0220	187,6804	0,2469
70	158	31,1760	233,8392	0,3077
75	167	38,5630	289,2463	0,3806
80	176	47,3730	355,3267	0,4675
85	185	57,8150	433,6482	0,5706
90	194	70,1170	525,9208	0,6920
95	203	84,5290	634,0196	0,8342
100	212	101,3200	759,9625	1,0000

Duas fórmulas têm uma versão para pressão de vapor da água sobre o gelo (portanto, para temperaturas abaixo de $0\ \degree\mathrm{C}$ ). Digite temperaturas negativas na calculadora, e a pressão de vapor será determinada de acordo com as fórmulas de Buck e Teten.

🙋 Para obter uma ferramenta mais genérica, visite a calculadora da pressão de vapor, também da Omni!

Como usar a calculadora da pressão de vapor da água

Agora que você sabe o que é pressão de vapor e ouviu falar de diferentes fórmulas de pressão de vapor, é hora de fazer uma demonstração prática. Essa calculadora é uma das mais fáceis de usar, pois você precisa inserir apenas um valor, portanto, você não deve ter problemas para usá-la! Mas, por via das dúvidas, mostramos um exemplo:

Digite a temperatura. Suponha que você queira calcular a pressão de vapor da água em $86\ \degree\mathrm{F}$ ( $30\ \degree\mathrm{C}$ ).
Pronto! A calculadora da pressão de vapor da água encontrou a pressão de acordo com cinco fórmulas. A mais usada é a equação de Antoine ( $4,\!232\ \mathrm{kPa}$ ), mas a fórmula de Buck ( $4,\!245\ \mathrm{kPa}$ ) é geralmente a mais precisa para as faixas de temperatura que normalmente procuramos.
Se você quiser obter o resultado em uma unidade de pressão diferente, basta clicar no nome da unidade e escolher a que você precisa: $\mathrm{Pa}$ , $\mathrm{hPa}$ , $\mathrm{torr}$ , $\mathrm{mmHg}$ ou qualquer outra unidade.

Perguntas frequentes

O que é pressão de vapor?

A pressão de vapor da água é o ponto de equilíbrio entre o número de moléculas de água que se movem entre a fase líquida e a fase gasosa em um recipiente fechado. Nesse ponto, há tantas moléculas saindo do líquido e entrando na fase gasosa quanto há moléculas saindo da fase gasosa e entrando na fase líquida.

A pressão de vapor aumenta com a temperatura?

Sim, a pressão de vapor aumenta com a temperatura, pois as moléculas recebem mais energia para escapar da fase líquida e fazer a transição para a fase gasosa. Observe que é necessário um recipiente fechado, pois, caso contrário, as moléculas na fase gasosa sairão voando.

Como calcular a pressão de vapor da água a 80°C graus?

A pressão de vapor da água a 80 °C será de 47,27 kPa (fórmula de Antoine) ou 46,19 kPa (fórmula simplificada).

Para encontrar a pressão de vapor da água:

Use uma das aproximações populares, por exemplo, a fórmula de Antoine:

P_Antoine = 10^A-B/(C+T) = 10^{8,14019-1810,94/(244,485+T)}
Digite T = 80 °C em graus Celsius: 10^{8,14019−1810,94/(244,485+80)}.
Calcule 10^1,6746 = 47,27 kPa.
Compare com a fórmula simplificada:

P_simples = e^{20,386-5132/(T+273,15)} = e^{20,386-5132/(80+273,15)} = 46,19 kPa

A pressão de vapor da água pode ser zero?

Não, a pressão de vapor não pode ser zero quando a temperatura está acima do zero absoluto. Observe que há muitos objetos que estão a pairar pelo vácuo do espaço (cuja temperatura não é zero absoluto) a muito tempo, mas não evaporaram porque têm pressão de vapor diferente de zero. Um exemplo deste tipo de objetos seriam os asteroides.

Por que a pressão de vapor da água é tão importante?

A pressão de vapor da água é crucial para as formas de vida na Terra, pois seu valor é alto o suficiente para permitir o processo de evaporação, mas baixo o suficiente para permitir também a existência de água líquida e sólida.