Uma mistura gasosa de hidrocarbonetos cuja composição está indicada na tabela abaixo está sujeita a pressões de 1338 psia e temperatura de
.
Componentes | Fração molar (ni) |
---|---|
Metano | 0,80 |
Etano | 0,10 |
Propano | 0,06 |
n-Butano | 0,04 |
Calcular para esta mistura: O volume ocupado por
desta mistura
Passo 1
Beleza, vamos recapitular:
– Enunciado: uma mistura gasosa de hidrocarbonetos (metano, etano, propano e n-butano) com frações molares dadas está a 1338 psia e 180 °F. Queremos saber o volume ocupado por 103,8 lb dessa mistura.
– Conteúdo: Termodinâmica de gases (lei dos gases), cálculo de massa molar média e conversão de unidades.
– O que vamos precisar:
– Enunciado: uma mistura gasosa de hidrocarbonetos (metano, etano, propano e n-butano) com frações molares dadas está a 1338 psia e 180 °F. Queremos saber o volume ocupado por 103,8 lb dessa mistura.
– Conteúdo: Termodinâmica de gases (lei dos gases), cálculo de massa molar média e conversão de unidades.
– O que vamos precisar:
- Calcular a massa molar média da mistura.
- Transformar 103,8 lb em número de moles (lbmol).
- Converter temperatura para °R.
- Aplicar a equação dos gases ideais:
Passo 2
Calcular a massa molar média
da mistura como soma ponderada das massas molares dos componentes:
onde
é a fração molar e
a massa molar de cada gás.
– Metano: ,lb/lbmol
– Etano: ,lb/lbmol
– Propano: ,lb/lbmol
– n-Butano: ,lb/lbmol
Então
– Metano:
– Etano:
– Propano:
– n-Butano:
Então
Passo 3
Transformar a massa total em número de moles
:
Passo 4
Converter temperatura de °F para °R e anotar a constante dos gases:
A constante universal em unidades inglesas é
Passo 5
Aplicar a lei dos gases ideais
para achar o volume
:
Calculando:
Resposta
O volume ocupado por 103,8 lb da mistura é aproximadamente 25,7 ft³.