Calcular o ponto de orvalho e o ponto de bolha do seguinte sistema, sob a pressão total de
:
Qual a composição das fases líquida e vapor em equilibrio, e qual a temperatura, quando a metade total dos moles estiver na fase liquida?
Passo 1
Temos uma mistura ideal de três componentes à pressão fixa
,kPa com frações molares na alimentação
Queremos:
. O ponto de bolha: temperatura
tal que comece a formar vapor, resolvendo
com
.
. O ponto de orvalho: temperatura
em que começe a condensar vapor com composição
, resolvendo
com
.
Para avaliar usamos a equação de Antoine (pressão em kPa,
em
C, constantes de Lit.)
C :
C :
C :
e convertemos mmHg kPa por
,mmHg
,kPa.
Para avaliar
C
C
C
e convertemos mmHg
Passo 2
Cálculo do ponto de bolha. Definimos
e iteramos em
. Encontramos
Passo 3
Cálculo do ponto de orvalho. Definimos
e iteramos em
. Encontramos
Passo 4
Equilíbrio com metade dos mols em fase líquida (
). Para cada
calculamos
e avaliamos
A raiz
dá
Passo 5
Com
e
calculados, as frações na fase líquida são
e na fase vapor
Numericamente obtemos, normalizando para soma unitária:
Resposta
Temperatura do ponto de bolha:
Temperatura do ponto de orvalho:
Quando
dos mols está em fase líquida: