Um sistema é composto por um tanque rígido e fechado que está preenchido por 50 kg de óxido nítrico gasoso (NO), o qual não possui comportamento ideal nas condições de trabalho especificadas. Inicialmente, o sistema encontra-se a uma pressão de 19,5 MPa e temperatura de 252 K . O gás passa por um processo de aquecimento até que sua temperatura seja 324 K . Utilizando a teoria dos estados correspondentes de dois parâmetros (correlações de Pitzer para Z a dois parâmetros), determine:
O volume do tanque. Resposta:
O volume do tanque. Resposta:
Passo 1
Beleza, o que a questão tá pedindo: a gente tem um tanque rígido e fechado com 50 kg de óxido nítrico (NO) sob pressão inicial de 19,5 MPa e temperatura de 252 K. Ele é aquecido até 324 K, mas como o tanque não muda de volume, queremos justamente calcular esse volume fixo usando a correlação de Pitzer (dois parâmetros) para obter o fator de compressibilidade Z e daí usar a equação de estado real. Vamos precisar de:
- Dados críticos do NO (Tc, Pc e fator acêntrico ω).
- Cálculo de pressões e temperaturas reduzidas, Pr e Tr.
- Gráfico/tabulação para Z^0(Pr, Tr) e Z^1(Pr, Tr).
- Fórmula de Pitzer: Z = Z^0 + ω·Z^1.
- Equação de estado real: V = (m R T Z)/P.
Passo 2
Primeiro, converte massa em mols e lista os dados críticos do NO:
Massa molar do NO:
Massa molar do NO:
Dados críticos (típicos para NO):
E a constante universal dos gases (em SI):
Passo 3
Calcula as reduzidas no estado inicial (é igual no final porque o volume não muda, mas usamos a temperatura de 252 K e pressão de 19,5 MPa):
Passo 4
Com (Tr, Pr) = (1,397; 2,91), vamos ao gráfico/tabulação de Pitzer para achar:
- Z^0 ≈ 0,79 (compressibilidade “base”)
- Z^1 ≈ 0,25 (primeiro parâmetro de correção)
Então o Z real é
Passo 5
Finalmente, usa a equação de estado real para achar o volume do tanque:
Convertendo para litros:
Resposta
O volume do tanque é 132,06 L.