Uma mistura gasosa com a composição abaixo, calcule:
a) A massa molecular
b) A gravidade específica do gás
c) A densidade do gás no reservatório
d) Calcular o Bg
Component Molecular <br> Weight Critical <br> Pressure <br> (psia) Constants <br> Temp. <br> ( ^circ R) Typical Composition <br> (volume or mole <br> fraction, ni )
CH4 Methane 16.04 668 343 .8470
C2 H6 Ethane 30.07 708 550 .0586
C3 H8 Propane 44.10 616 666 .0220
i-C4 H10 Isobutane 58.12 529 735 .0035
n-C4 H10 Normal butane 58.12 551 765 .0058
i-C5 H12 Isopentane 72.15 490 829 .0027
n-C5 H12 Normal pentane 72.15 489 845 .0025
n-C6 H14 Normal hexane 86.18 437 913 .0028
n-C7 H14 Normal heptane 100.20 397 972 .0028
n-C8 H18 Normal octane 114.23 361 1024 .0015
n-C9 H20 Normal nonane 128.26 332 1070 .0018
n-C10 H22 Normal decano 142.29 304 1112 .0015
CO2 Carbon dioxide 44.01 1071 548 .0130
H2 S Hydrogen sulphide 34.08 1306 672 .0000
N2 Nitrogen 28.01 493 227 .0345

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado pede para uma mistura gasosa, com várias frações molares conhecidas, que a gente calcule:
a) a massa molecular média do gás
b) a gravidade específica (comparada ao ar)
c) a densidade do gás no reservatório
d) o fator de volume do gás
Conteúdo envolvido: média ponderada de massas molares, definição de gravidade específica, lei dos gases ideais e derivação do fator de volume.
O que precisamos:
  • Fração molar e massa molar de cada componente
  • Massa molar do ar (aprox. )
  • Pressão e temperatura de reservatório (vamos assumir, para fechar o exemplo:
    )
  • Constante universal dos gases
  • Vamos admitir gás ideal ( ).

Passo 2

Calcular a massa molecular média overline M =sumi yi Mi =0,8470cdot16,04 +0,0586cdot30,07 +dots +0,0345cdot28,01 approx19,92 rm g/mol .
Teoria: para uma mistura ideal, .
Usando os dados (apenas alguns termos mostrados):

Passo 3

Gravidade específica G=overline MMrm ar =19,9228,96approx0,69 .
Teoria: é a razão entre a massa molecular do nosso gás e a do ar:
Ou seja, nosso gás é cerca de 0,69 vezes “mais pesado” que o ar.

Passo 4

Densidade do gás no reservatório rhorm res =Prm res,overline Mrm lb/molR,Trm res =2000;rm psiatimes0,04391;lb/mol10,731;rm psia·ft^3/(lb·mol·R);times520;R approx0,0157;rm lb/ft^3 .
Teoria: lei dos gases ideais .
Em termos de densidade ( ) e massa molar em libra:\
1 g/mol = 0,00220462 lb·mol⁻¹, logo
.

Passo 5

Fator de volume do gás Vrm resVrm std =(z,Trm res/Prm res)(zrm std,Trm std/Prm std) .
Teoria: Bg =Vrm resVrm std =Trm res/Prm resTrm std/Prm std =520/2000520/14,7 =5202000times14,7520 =0,00735;rm ft^3res/ft^3std é o volume que 1 ft³ de gás padrão (14,7 psia e 520 R) ocupa no reservatório.
Pela lei dos gases ideais:
Adotando , psia, R:

Resposta

a)
b)
c)
d)

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