Enunciado

Considere um copo d’água em uma sala a 27 ° C e 97   k P a . Se a umidade relativa da sala é de 100 % e a água e o ar estão em equilíbrio térmico e de fases, determine (a) a fração molar do vapor d’água no ar e (b) a fração molar do ar na água.

Passo 1

Bora lá galera!

Assumimos que 1- Tanto o ar quanto o vapor d'água são gases ideais; 2- O ar está saturado, pois a umidade é de 100%; 3- O ar é fracamente solúvel em água e, portanto, a lei de Henry é aplicável.

Vamos começar buscando os dados:

A pressão de saturação da água a 27 ° C é 3,568   k P a , da Tabela A-4.

A constante de Henry para o ar dissolvido em água a 27 ° C ( 300   K ) é H = 74000   b a r , da Tabela 16-2

As massas molares de ar seco e água são 29   k g / k m o l e 1 8   k g / k m o l , respectivamente, da Tabela A-1

Passo 2

Então temos que responder 2 alternativas, e por isso vamos iniciar a análise pelo item (a):

Observando que o ar está saturado, a pressão parcial de do vapor de água no ar será simplesmente a pressão a pressão de saturação da água a 27 ° C ,

P v a p o r = P s a t @ 27 ° C = 3 , 6   k P a da Tabela A-4

Assumindo que o ar e o vapor são gases ideais, a fração molar do vapor de água no ar é determinada como sendo:

y v a p o r = P v a p o r P = 3 , 6 97 = 0,0371

Uhull !! Primeira etapa concluída com sucesso!

Passo 3

(b) Como a pressão total é de 97 kPa, a pressão parcial do ar seco é:

P d r y   a i r = P - P v a p o r = 97 - 3 , 6 = 93,4   k P a = 0,934   b a r

y d r y   a i r ,   l i q u i d   s i d e = P d r y   a i r ,   g a s   s i d e H = 0,934 74000 = 1,26 ⋅ 10 - 5

Essa questão foi, heim... Bora pra próxima?

Resposta

  1. y v a p o r = 0,0371
  2. y d r y   a i r ,   l i q u i d   s i d e = 1,26 ⋅ 10 - 5

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