Calcule a massa da mistura de gases do exercício 1 contida em um cilindro de
, onde atuam uma pressão de 9300 psi e uma temperatura de
considerando-o um gás real. Este gás apresenta pressão e temperatura pseudocríticas de 668.35 psia e 400 R , respectivamente.
Passo 1
Beleza, aqui o que a gente tem: um cilindro de volume
, cheio de uma mistura de gases (vamos tratar como “ar”, com peso molecular médio
). A pressão dentro é
e a temperatura é
. Como o gás não é ideal, a gente vai precisar do fator de compressibilidade
. Para isso usamos os dados pseudocríticos do gás –
e
– e recorre a uma carta de compressibilidade geral (ou uma correlação).
Conteúdo/matéria: termodinâmica de gases reais, uso do fator de compressibilidade e da equação dos gases reais
O que precisamos:
O que precisamos:
- Converter unidades para a forma “Rankine”, etc.
- Calcular temperaturas e pressões reduzidas
e . - Obter
pela carta de compressibilidade. - Usar a equação real de estado
. - Passar de mols para massa usando
.
Passo 2
Primeiro convertemos tudo:
- A temperatura
vira em Rankine:
- Volume e pressão já estão em
e .
Em seguida calculamos as reduzidas:
Passo 3
Com
a gente consulta a carta generalizada de compressibilidade ou usa um ajuste empírico. Nessa região tipicamente sai
Isso diz o quanto “desvia” do ideal.
Passo 4
Agora entra a equação dos gases reais:
onde
.
Isolando :
Isolando
Vamos calcular:
- Numerador:
. - Denominador:
Logo
Passo 5
Por fim a massa total é
Resposta
A massa da mistura real no cilindro é, aproximadamente,