Enunciado

Estime o volume molar, a entalpia e a entropia para o n -butano como vapor saturado e como líquido saturado a 370   K . A entalpia e a entropia são especificadas iguais a zero no estado de gás ideal a 101,33 k P a e 273,15   K . A pressão de vapor do n -butano a 370   K é igual a 1.435 k P a .

Passo 1

Para n butano ω : = 0.200 T c : = 425.1 ⋅ K

P c : = 37.96 ⋅ b a r Z c : = 0.274 V c : = 255 ⋅ c m 3 m o l T n : = 272.7 ⋅ K

T : = 370 ⋅ K P : = 1435 ⋅ k P a T 0 : = 273.15 ⋅ K P 0 : = 101.33 ⋅ k P a

T r : = T T c T r = 0.87 P r : = P P C P r = 0.378

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,

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 : = 0.7692 Z 1 : = - 0.1372 Z : = Z 0 + ω ⋅ Z 1 Z = 0.742

V : = Z ⋅ R ⋅ T P V = 1590.1 c m 3 m o l

H R 0 : = - 0.607 ⋅ R ⋅ T c H R 1 : = - 0.831 ⋅ R ⋅ T c

H R 0 = - 2.145 × 10 3 J m o l H R 1 = - 2.937 × 10 3 J m o l

S R 0 : = - 0.485 ⋅ R S R 1 : = - 0.835 ⋅ R

S R 0 = - 4.032 J m o l ⋅ K S R 1 = - 6.942 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 = - 2.733 × 10 3 J m o l S R = - 5.421 J m o l ⋅ K

H v a p : = R ⋅ I C P H T 0 , T , 1.935,36.915 ⋅ 10 - 3 ) , - 11.402 ⋅ 10 - 6 , 0.0 + H R

S vap  : = R ⋅ I C P S T 0 , T , 1.935,36.915 ⋅ 10 - 3 , - 11.402 ⋅ 10 - 6 ) , 0.0 - l n ⁡ P P 0 + S R )

H vap  = 7427.4 J m o l S vap  = 4.197 J m o l ⋅ K

Para vapor saturado, pelas Eqs. (3,72) & (4,12)

V l i q : = V c ⋅ Z c 1 - T r 2 7 ) V l i q = 123.86 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 = 22514 J m o l

Pela eq (4.13) Δ H : = Δ H n 1 - T r ) 1 - T n T c 0.38 Δ H = 15295.2 J m o l

H l i q : = H v a p - Δ H H l i q = - 7867.8 J m o l

S liq  : = S vap  - Δ H T S l i q = - 37.141 J m o l ⋅ K

Resposta

V = 1590.1 c m 3 m o l

V l i q = 123.86 c m 3 m o l

H l i q = - 7867.8 J m o l

S l i q = - 37.141 J m o l ⋅ K

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