Calcule o seguinte:
(a) O volume ocupado por 20 kg de etano a
e 30 bar
(a) O volume ocupado por 20 kg de etano a
Passo 1
Vamos resolver o problema de calcular o volume ocupado por 20 kg de etano a 70°C e 30 bar. Para isso, vamos utilizar conceitos da física dos gases, especificamente a Equação dos Gases Ideais. Precisaremos saber a massa do etano, a temperatura e a pressão fornecidas no enunciado.
Passo 2
Primeiro, vamos converter a massa de etano em número de mols. Para isso, precisamos conhecer a massa molar do etano (C₂H₆).
A massa molar do etano é calculada da seguinte forma:
- Carbono ©: 12 g/mol × 2 = 24 g/mol
- Hidrogênio (H): 1 g/mol × 6 = 6 g/mol
Massa Molar do Etano (C₂H₆):
Agora, calculamos o número de mols (n) usando a fórmula:
Passo 3
Em seguida, vamos converter a temperatura de Celsius para Kelvin, pois a equação dos gases ideais utiliza a temperatura em Kelvin.
Passo 4
Agora, utilizamos a Equação dos Gases Ideais:
Onde:
-
= pressão (30 bar) -
= volume (o que queremos encontrar) -
= número de mols (666,67 mol) -
= constante dos gases ideais = 0,08314 -
= temperatura em Kelvin (343,15 K)
Queremos isolar o volume
:
Passo 5
Substituindo os valores na fórmula:
Primeiro, calculamos o numerador:
Agora, dividimos pelo valor da pressão:
Resposta
O volume ocupado por 20 kg de etano a 70°C e 30 bar é aproximadamente 635,13 litros.