A análise em uma base mássica de uma mistura de gases ideais a 50^circ F (10^circ C), 251 bf / in^2(172,4 kPa) é 60 % de CO2, 25 % de SO2 e 15 % de N2. Determine
(a) a análise em termos de fraçōes molareş
(b) a massa molecular aparente da mistura.
(c) a pressão parcial de cada componente, em lbf//in?
(d) o velume ocupado por 20 lbm da mistura, em ft^3.

Passo 1

O enunciado dá uma mistura de gases ideais a ( ), ( ) com análises em massa , , . Pede-se
(a) frações molares ,
(b) massa molecular aparente da mistura ,
(c) pressões parciais em ,
(d) volume ocupado por da mistura em .
Vamos usar a relação entre fração mássica e molar
e a equação de gás ideal
com e .

Passo 2

Identificamos as massas molares (em lbm/lbmol):
MCO2 = 44,, MSO2 = 64,, MN2 = 28

Passo 3

Calculamos o denominador comum
D ;=;sumj yjMj =0,6044+0,2564+0,1528 =0,0228993
As frações molares são
xCO2 =0,60/44D=0,5957, xSO2 =0,25/64D=0,1705, xN2 =0,15/28D=0,2338

Passo 4

A massa molecular aparente da mistura é
Mmix =1D =43,66;lbm/lbmol

Passo 5

As pressões parciais seguem Pi = xi,P com P=251;lbf/in^2:
PCO2=0,5957times251=149,6;lbf/in^2, PSO2=0,1705times251=42,8;lbf/in^2, PN2=0,2338times251=58,7;lbf/in^2

Passo 6

Para o volume de usamos
a temperatura em graus Rankine é
e a pressão em é
Então

Resposta

(a) xCO2=0,5957,;xSO2=0,1705,;xN2=0,2338
(b) Mmix=43,66;lbm/lbmol
(c) PCO2=149,6;lbf/in^2,;PSO2=42,8;lbf/in^2,;PN2=58,7;lbf/in^2
(d) V=0,0693;ft^3

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