Determinar o número de variáveis independentes que devem ser especificadas para definir um refervedor total. Sugerir uma combinação apropriada das variáveis.
Passo 1
Estamos tratando de um condensador total para uma mistura de
componentes. Para saber quantas variáveis independentes são necessárias para definir completamente o seu estado de equilíbrio, vamos usar a regra das fases de Gibbs, que diz:
onde
é o número de graus de liberdade (variáveis intensivas independentes) e
é o número de fases em equilíbrio.
Passo 2
Num condensador total coexistem duas fases em equilíbrio (vapor e líquido), logo
. Substituindo na regra das fases:
Isso mostra que precisamos de
variáveis intensivas independentes para definir o estado do condensador total.
Passo 3
Dessas
variáveis podemos escolher qualquer combinação de
,
e de composições (totalizando
graus de liberdade). Uma escolha prática e usual é tomar:
– a pressão total , e
– as frações molares independentes da fase líquida, digamos
.
Com isso, e a última fração molar
ficam automaticamente definidas pelas condições de soma das frações e pelas constantes de equilíbrio.
– a pressão total
– as
Com isso,
Resposta
Número de variáveis independentes:
.
Uma combinação adequada é
Uma combinação adequada é