Questão 2

Ainda não respondida
Vale 1,00 ponto(s).
Assuma um vaso de pressão rígido, selado, \operatorname{com~} \mathrm{CO}_{2} a 5^{\circ} \mathrm{C} e 300 kPa , e que aquecido até 65^{\circ} \mathrm{C}.
Escolha entre as alternativas abaixo, qual a mínima pressão que o vaso de pressão deve suportar para não explodir quando o fluido atingir 65^{\circ} \mathrm{C}.
Faça todas suas contas intermediárias com o máximo de algarismos significativos possível para evitar erros de arredondamento.
Escolha uma opção:
a. 120 kPa
b. 400 kPa
c. 95 kPa
d. 265 kPa
e. 145 kPa
f. 210 kPa
g. 300 kPa
h. 230 kPa
i. \quad 355 \mathrm{kPa}
j. \quad 80 \mathrm{kPa}
k. 400 kPa
I. A mínima pressão é maior que 410 kPa
m. A mínima pressão é menor que 70 kPa
n. 195 kPa
o. 370 kPa
  • Atividade complementar: Diagramas de fase para uma substância pura
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Passo 1

O problema trata de um processo em volume constante num vaso rígido selado contendo C O_{2}, passando de T_1=5^\circ\mathrm C e p_1=300\\ \mathrm{kPa} para T_2=65^\circ\mathrm C. Como massa e volume são constantes, e o C O_{2} está na fase gasosa, podemos usar a lei dos gases ideais no formato
\frac{p_1}{T_1}=\frac{p_2}{T_2}.

Passo 2

Para verificar se podemos tratar o C O_{2} como vapor superaquequecido (e aplicar o gás ideal), comparamos p_1=300\\ \mathrm{kPa} com a pressão de saturação de C O_{2} em 5^\circ\mathrm C. Sabendo que \,p_{\text{sat}}(5^\circ\mathrm C)\gg300\\ \mathrm{kPa}, confirmamos que todo o fluido está na fase gasosa.

Passo 3

Convertendo temperaturas para Kelvin:
T_1 = 5 + 273{,}15 = 278{,}15\\ \mathrm K, \quad T_2 = 65 + 273{,}15 = 338{,}15\\ \mathrm K.

Passo 4

Aplicando
p_2 = p_1\,\frac{T_2}{T_1}
temos
p_2 = 300\\ \mathrm{kPa}\times\frac{338{,}15}{278{,}15}\approx364{,}9\\ \mathrm{kPa}.

Passo 5

Arredondando e comparando com as alternativas, a opção mais próxima é 370\\ \mathrm{kPa}.

Resposta

o. 370 kPa

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