Um cilindro de gás com um volume de
contém 1,00 kmol de dióxido de carbono a T = 300 K. Use a equação de estado SRK para estimar a pressão do gás em atm.
Passo 1
O exercício diz que temos um cilindro de volume V = 2,50 m³ contendo n = 1,00 kmol de CO₂ a T = 300 K e nos pede pra estimar a pressão usando a equação de estado de Soave–Redlich–Kwong (SRK).
Conteúdo: termodinâmica – equações de estado não ideais.
O que vamos precisar:
Conteúdo: termodinâmica – equações de estado não ideais.
O que vamos precisar:
- Entender a forma da SRK e pra que servem os parâmetros a, b e o fator α(T).
- Valores críticos de CO₂ (T_c, P_c, ω).
- Constante dos gases ® em unidades compatíveis (bar·m³/kmol·K).
Passo 2
A equação de estado SRK para pressão fica:
onde
-
é o volume molar (m³/kmol), -
e são parâmetros dados por: -
corrige a parte atrativa conforme a temperatura:
Em CO₂, usamos:
Passo 3
Vamos calcular passo a passo os parâmetros:
- Fator
:
- Temperatura reduzida
e :
- Parâmetro
:
Então
.
4) Parâmetro :
4) Parâmetro
Passo 4
Agora plugamos na SRK. Como temos 1 kmol em 2,50 m³, o volume molar é
.
Calculemos cada termo:
Logo
Convertendo para atm (
):
Resposta
A pressão estimada pelo SRK é aproximadamente 9,38 atm.