(Cap. 4 - calor sensível) Considere a mistura de gáses ideais com seguimte composição molar:
de metano (CH4) 35% de etano (C2H6) e 25% de propano (C3H8).
A mistura está inicialmente à
e 1 bar, e ao final de um determinado processo, atinge
bar. Calcule a variação de entalpia e de entropia mistura.
A mistura está inicialmente à
Passo 1
Beleza, o exercício pede a variação de entalpia e entropia de uma mistura ideal de gases (40% CH₄, 35% C₂H₆, 25% C₃H₈) que vai de 45 °C e 1 bar até 300 °C e 5 bar.
Conteúdo: calor sensível e entropia de gases ideais.
O que vamos precisar:
Conteúdo: calor sensível e entropia de gases ideais.
O que vamos precisar:
- A expressão para ΔH de gás ideal:
,
mas a gente vai assumirconstante médio. - A expressão para ΔS de gás ideal:
- Valores médios de
(J/mol·K):
CH₄: 35,7 C₂H₆: 52,5 C₃H₈: 73,6 - Constante dos gases:
J/mol·K
Passo 2
Vamos calcular ΔH.
- A variação de entalpia de cada componente, assumindo
constante, é
- Para a mistura (1 mol total),
- Substituindo
K e K:
- Cp médio da mistura:
- Logo
Passo 3
Agora ΔS.
- A parte de temperatura é
- Calculando a razão de temperaturas:
- Então essa parte é
- A parte de pressão é
- Somando tudo:
Resposta
ΔH ≃ +13,0 kJ/mol
ΔS ≃ +16,7 J/(mol·K)
ΔS ≃ +16,7 J/(mol·K)