Duas libras-mol de um vapor saturado de amônia e água estỉo a 250^{\circ} \mathrm{F} e sob a pressão atmosférica.
(a) Qual é a composição do vapor e qual a composição das primeiras gotículas de liquido que se condensam do vapor quando principia o resfriamento?
(b) Qual a quantidade de calor que deve ser removida para restriar o sistema até 200^{\circ} \mathrm{F} ?
(c) Qual será a composição das fases presentes e em equilibrio a 200^{\circ} \mathrm{F} ?
(d) Em que temperatura o sistema estará completamente condensado?

Passo 1

O enunciado apresenta 2 lb-mol de uma mistura de vapor saturado de amônia e água a 250^\circ\mathrm{F} e pressão atmosférica, e faz quatro perguntas que envolvem pontos de orvalho e bulbo, composição de fases e balanço de energia. Para responder precisamos dos dados de equilíbrio líquido-vapor (tabulados ou de diagrama) da mistura amônia–água: frações molares de bulbo e orvalho a cada temperatura, entalpias das fases saturadas, etc.

Passo 2

Sem as tabelas ou correlações de equilíbrio (frações molares de amônia no vapor e no líquido saturado a 250^\circ\mathrm{F} e a 200^\circ\mathrm{F}, e entalpias dessas fases), não é possível determinar numericamente:
  • a) a composição do vapor saturado nem a composição das primeiras gotas condensadas,
  • b) o calor removido para resfriar de 250^\circ\mathrm{F} a 200^\circ\mathrm{F},
  • c) as composições das fases em equilíbrio a 200^\circ\mathrm{F},
  • d) a temperatura em que todo o vapor estará condensado.

Resposta

Não há como resolver o exercício sem os dados de equilíbrio (tabelas ou diagramas de amônia–água) necessários para determinar frações molares e entalpias nas condições solicitadas.

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