Uma mistura líquida disponível na vazão de
a
tem a seguinte composição (fi %):
e
. Calcule:
a) As vazões molar e mássica;
b) As frações em volume e em quantidade de matéria;
c) A massa molar e a massa específica médias.
a) As vazões molar e mássica;
b) As frações em volume e em quantidade de matéria;
c) A massa molar e a massa específica médias.
Passo 1
Beleza, aqui a gente tem uma mistura líquida que passa a 1500 m³/dia a 20 °C e é formada por n‐pentano, n‐hexano e n‐heptano com 25,4 %, 28,6 % e 46 % em massa, respectivamente. O que a questão pede:
a) vazão mássica e molar;
b) frações em volume e em número de mols;
c) massa molar média e densidade média da mistura.
a) vazão mássica e molar;
b) frações em volume e em número de mols;
c) massa molar média e densidade média da mistura.
Conteúdo envolvido:
- Cálculo de densidade de mistura via soma dos volumes parciais:
. - Conversão vazão volumétrica → vazão mássica:
. - Frações mássicas, molares, volumétricas e média de propriedades:
A gente vai precisar das densidades e massas molares puras (a 20 °C):
- n‐C₅:
g/mol, kg/m³ - n‐C₆:
g/mol, kg/m³ - n‐C₇:
g/mol, kg/m³
Passo 2
Calcular a densidade média
usando as frações mássicas
,
,
:
logo
Passo 3
Com isso, a vazão mássica diária é
Passo 4
Agora as frações molares
. Primeiro calculemos
:
Numericamente:
Soma total .
Soma total
Passo 5
A massa molar média da mistura é
E a vazão molar diária:
Passo 6
Para as frações volumétricas
, a gente calcula o volume de cada componente por dia:
Numericamente:
Total dá ~1501 m³ (diferença de arredondamento).
Resposta
a) Vazão mássica ≈9,93×10^5 kg/d; vazão molar ≈1,14×10^7 mol/d.
b) Frações em volume: φ₅=0,269; φ₆=0,287; φ₇=0,445; frações molares x₅=0,308; x₆=0,290; x₇=0,402.
c) Massa molar média ≈87,3 g/mol; densidade média ≈662,3 kg/m³.
b) Frações em volume: φ₅=0,269; φ₆=0,287; φ₇=0,445; frações molares x₅=0,308; x₆=0,290; x₇=0,402.
c) Massa molar média ≈87,3 g/mol; densidade média ≈662,3 kg/m³.