Calcule a fugacidade e coeficiente de fugacidade do propano gasoso a 10^circ C e 1 bar. Compare o valor do coeficiente de fugacidade encontrado com o de um gás ideal.

Passo 1

O exercício pede para calcular a fugacidade e o coeficiente de fugacidade do propano gasoso a 10 °C (283 K) e 1 bar, comparando depois com o valor de um gás ideal ( ).
Conteúdo: Termodinâmica de gases reais – virial de segunda ordem e relação entre fugacidade e coeficiente de fugacidade.
O que vamos precisar:
  1. A equação de virial truncada: .
  2. A relação entre e : .
  3. Valor do segundo coeficiente de virial para propano a 283 K (tabela ou correlação).

Passo 2

Explicando a teoria passo a passo:
  1. Num gás real o fator de compressibilidade é
Z ;=;P VR T ;=;1 + B,PR T,
onde f ;=;phi,P, lnphi ;=;integral0^P Z-1P',dP' ;approx;B,PR T é o segundo coeficiente de virial (m³/mol) e faz conta da não‐idealidade em baixa pressão.
2) A fugacidade e o coeficiente de fugacidade estão ligados por
quando truncamos a virial em ordem 2.

Passo 3

Agora, precisamos de B approx -1,30times 10^-4;m^3/mol para propano a 283 K.
• Consultando tabela/correlação, acha-se
lnphi = -1,30times10^-4,times 1times10^58,314 times 283 = -0,0055
• Substituindo em phi = e^-0.0055 approx 0,9945 , com Pa, J/(mol K) e K:
• Então

Passo 4

Com f = phi,P = 0,9945 times 1,bar = 0,9945,bar em mãos, a fugacidade é

Resposta

Fugacidade bar e coeficiente de fugacidade .
Comparado ao gás ideal ( ), o propano a 10 °C e 1 bar está muito próximo do ideal, com desvio de apenas 0,55 %.

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