Qual é o volume ocupado por 100 kg de cloro a
, sob pressão de 100 bar? Usar o método do fator de compressibilidade.
Passo 1
Beleza, o problema diz: “Qual é o volume ocupado por 100 kg de cloro a 37 °C e 100 bar, usando o método do fator de compressibilidade?”
Isso envolve matéria de Gases Reais: vamos usar a equação dos gases ideais corrigida pelo fator de compressibilidade . Precisamos do peso molecular do Cl₂, das condições críticas (
,
) para calcular
e
, daí achar
num diagrama generalizado, e por fim achar o volume real.
Isso envolve matéria de Gases Reais: vamos usar a equação dos gases ideais corrigida pelo fator de compressibilidade
Passo 2
Antes de mexer em conta, repete o conceito do fator de compressibilidade. Num gás ideal, valeria
Mas para gases reais a alta pressão ou próximo do ponto crítico, a gente corrige com
Aqui
mede o desvio pra mais (quando
) ou pra menos (quando
) do comportamento ideal.
Passo 3
Vamos achar o fator
via diagrama generalizado. Primeiro calculamos as variáveis reduzidas:
- Converte a temperatura:
2. Tabela de dados do cloro (Cl₂):
- Temperatura crítica:
- Pressão crítica:
3. Calcula as reduzidas:
$$T_r = \frac{T}{T_c} = \frac{310{,}15}{416{,}4}\approx0{,}745,\quadP_r = \frac{P}{P_c} = \frac{100}{79{,}8}\approx1{,}25.Z\approx0{,}75\quad(valor tabelado).$$
Passo 4
Agora calculamos quantos mols temos em 100 kg de Cl₂.
- Massa molar do Cl₂:
. - Converte a massa:
. - Número de mols:
Passo 5
Agora é só usar
Para pressão em bar e volume em litros, usamos
Substituindo:
Passo 6
Bora calcular:
-
-
-
- Divide por 100:
.
Convertendo pra metros cúbicos:
Resposta
O volume ocupado é aproximadamente
(ou
).