Determine o volume molar do n-butano a 510 K ө 25 bar, através dos seguintes procedimentos:
(a) Equação do gás ideal.
(b) Correlação generalizada para o fator de compressibilidade.
(c) Equação (3.61), com a correlaçăo generalizada para
.
(d) Equaçăo (3.68), com a correlação generalizada para
e
.
(a) Equação do gás ideal.
(b) Correlação generalizada para o fator de compressibilidade.
(c) Equação (3.61), com a correlaçăo generalizada para
(d) Equaçăo (3.68), com a correlação generalizada para
Passo 1
O enunciado pede o volume molar
do n-butano a
,K e
,bar usando quatro abordagens distintas:
- (a) Equação do gás ideal.
- (b) Correlação generalizada para o fator de compressibilidade
. - (c) Equação (3.61) que incorpora o segundo coeficiente de virial
. - (d) Equação (3.68) que inclui segundo e terceiro coeficientes de virial
e .
Para todas as partes precisamos das constantes críticas do n-butano (
,K,
,bar,
) e da constante dos gases
,m³·bar·K⁻¹·mol⁻¹.
Passo 2
Para a parte (a), uso a equação do gás ideal
Substituindo
Passo 3
Na parte (b) precisaríamos obter o fator de compressibilidade
a partir de um diagrama ou correlação generalizada em função de
Como o enunciado não fornece a expressão numérica nem o gráfico de
, não há como calcular numericamente
nem, consequentemente,
Passo 4
Na parte (c) a fórmula (3.61) é
onde
é o segundo coeficiente de virial calculado via correlação generalizada (gráfico ou equação). Como não foi fornecido o relacionamento numérico para
, não é possível avaliar
.
Passo 5
Na parte (d) a equação (3.68) expande até o terceiro virial:
levando a
Para obter
e
precisa-se das correlações generalizadas ou de tabelas específicas, que não foram fornecidas. Logo, não é possível dar valor numérico.
Resposta
(a)
,m³/mol
(b), (c) e (d) não podem ser avaliados numericamente pois faltam as correlações/diagramas generalizados necessários para ,
,
e
.
(b), (c) e (d) não podem ser avaliados numericamente pois faltam as correlações/diagramas generalizados necessários para