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Enunciado

Termodinâmica - Introdução a termodinâmica da engenharia química, J.M.Smith Van Ness- Ed: 7º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 53

Estime o volume molar, a entalpia e a entropia para o 1,3 -butadieno como vapor saturado e como líquido saturado a 380   K . A entalpia e a entropia são especificadas iguais a zero no estado de gás ideal a 101,33 k P a e 0 ∘ C . A pressão de vapor do 1,3 -butadieno a 380   K é igual a 1.919,4 k P a .

Passo 1

Para 1,3 butadieno ω : = 0.190 T c : = 425.2 ⋅ K

P c : = 42.77 ⋅ b a r Z c : = 0.267 V c : = 220.4 ⋅ c m 3 m o l T n : = 268.7 ⋅ K

T : = 380 ⋅ K P : = 1919.4 ⋅ k P a T 0 : = 273.15 ⋅ K P 0 : = 101.33 ⋅ k P a

T r : = T T c T r = 0.894 P r : = P P c P r = 0.449

Use a correlação de Lee / Kesler. NO ENTANTO, os valores para um vapor saturado estão bem na borda da região do vapor e alguns números adjacentes são para a fase líquida. Eles NÃO devem ser usados ​​para interpolação. Em vez disso, as EXTRAPOLAÇÕES devem ser feitas do lado do vapor. Pode haver alguma escolha em como isso é feito, mas os seguintes valores são tão bons quanto qualquer outro:

Z 0 : = 0.744 2 Z 1 : = - 0.1366 Z : = Z 0 + ω ⋅ Z 1 Z = 0.718

V v a p : = Z ⋅ R ⋅ T P V vap  = 1182.2 c m 3 m o l

H R 0 : = - 0.689 ⋅ R ⋅ T c H R 1 : = - 0.892 ⋅ R ⋅ T c

H R 0 = - 2.436 × 10 3 J m o l H R 1 = - 3.153 × 10 3 J m o l

S R 0 : = - 0.540 ⋅ R S R 1 : = - 0.888 ⋅ R

S R 0 = - 4.49 J m o l ⋅ K S R 1 = - 7.383 J m o l ⋅ K

H R : = H R 0 + ω ⋅ H R 1 S R : = S R 0 + ω ⋅ S R 1

H R = - 3.035 × 10 3 J m o l S R = - 5.892 J m o l ⋅ K

H v a p : = R ⋅ I C P H T 0 , T , 2.734,26.786 ⋅ 10 - 3 ) , - 8.882 ⋅ 10 - 6 , 0.0 + H R

S vap  : = R ⋅ I C P S ⁡ T 0 , T , 2.734,26.786 ⋅ 10 - 3 , - 8.882 ⋅ 10 - 6 , ) 0.0 - l n ⁡ P P 0 + S R

H v a p = 6315.9 J m o l S v a p = - 1.624 J m o l ⋅ K

Para vapor saturado, pelas Eqs. (3,63) & (4,12)

V l i q : = V c ⋅ Z c 1 - T r 2 7 V l i q = 109.89 c m 3 m o l

Δ H n : = R ⋅ T n ⋅ 1.092 ⋅ l n ⁡ P c b a r - 1.013 0.930 - T n T c Δ H n = 22449 J m o l

Por Eq (4.13) Δ H : = Δ H n ⋅ 1 - T r 1 - T n T c 0.38 Δ H = 14003 J m o l

H l i q : = H v a p - Δ H H l i q = - 7687.4 J m o l

S l i q : = S v a p - Δ H T S l i q = - 38.475 J m o l ⋅ K

Resposta

V v a p = 1182.2 c m 3 m o l

H v a p = 6315.9 J m o l S v a p = - 1.624 J m o l ⋅ K

V l i q = 109.89 c m 3 m o l

H l i q = - 7687.4 J m o l

S l i q = - 38.475 J m o l ⋅ K