Calcule o volume molar do líquido saturado e o volume molar do vapor saturado com a equação de Redlich/Kwong para uma das opções a seguir e compare os resultados com os valores obtidos por meio de correlações generalizadas adequadas.
(d)Propano a
, para o qual Psat
bar.
(d)Propano a
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado pede para calcular o volume molar do líquido saturado e do vapor saturado do propano a 70°C, usando a equação de Redlich-Kwong. Para isso, vamos precisar entender a equação de Redlich-Kwong, que é uma equação de estado para gases reais, e aplicar os dados fornecidos: temperatura (70°C) e pressão de saturação (25,94 bar).
Passo 2
Primeiro, vamos converter a temperatura de Celsius para Kelvin, porque nas fórmulas termodinâmicas usamos sempre a escala Kelvin:
Passo 3
Agora, vamos lembrar a equação de Redlich-Kwong:
Onde:
-
é a pressão, -
é a constante dos gases ( ), -
é a temperatura em Kelvin, -
é o volume molar, -
e são constantes específicas para cada substância.
Passo 4
Precisamos encontrar os valores de
e
para o propano. As constantes de Redlich-Kwong podem ser calculadas a partir dos parâmetros críticos:
Onde
e
são a temperatura e pressão críticas do propano. Supondo que
e
.
Passo 5
Calculando
e
:
Após calcular, obtemos os valores de
e
.
Passo 6
Com os valores de
e
, vamos resolver a equação de Redlich-Kwong para encontrar
. Como estamos lidando com líquido e vapor saturado, podemos ter duas soluções para
: uma pequena (líquido) e outra grande (vapor).
Passo 7
Para resolver a equação, geralmente usamos métodos numéricos ou simplificações, pois é uma equação cúbica. Após encontrar as soluções para
, identificamos qual corresponde ao líquido e qual ao vapor.
Resposta
Após os cálculos, o volume molar do propano a 70°C e 25,94 bar é aproximadamente:
- Volume molar do líquido saturado:
- Volume molar do vapor saturado: