Enunciado

Os produtos de combustão de um combustível de hidrocarboneto e ar são compostos de 8   k m o l de C O 2 , 9   k m o l   d e   H 2 O ,   12,5   k m o l   d e   O 2   e   94   k m o l   d e   N 2 . Considerando que a pressão da mistura é de 100   k P a , determine a pressão parcial do vapor de água da mistura de gases dos produtos e a temperatura à qual o vapor de água começará a condensar-se (os produtos são resfriados a uma pressão constante).

Passo 1

Oi pessoal, tudo bem? Vamos analisar essa questão.

O número molar da mistura pode ser expresso como:

N m = N C O 2 + N H 2 O + N O 2 + N N 2

N m = 8 + 9 + 12,5 + 94

N m = 123,5   k m o l

Para uma mistura de gases ideais, a fração molar, a fração em volume e a fração em pressão de um componente são idênticas. Portanto, a partir da relação entre o número molar, podemos dizer que:

A fração molar de H 2 O , será:

y H 2 O = N H 2 O N m

y H 2 O = 9 123,5

y H 2 O = 0,0728

Passo 2

As pressões parciais dos gases são dadas pelo produto entre a fração molar e a pressão total da mistura. Logo:

P H 2 O = y H 2 O ⋅ P t o t a l

P H 2 O = 0 , 0 7 2 8 ⋅ 100

P H 2 O = 7 , 2 8   k P a

Quando os produtos são resfriados, a temperatura na qual o vapor de água começa a condensar a uma pressão constante é chamada de temperatura do ponto de orvalho. A temperatura do ponto de orvalho é a temperatura de saturação a uma determinada pressão.

T = 32,87 + 40,29 - 32,87 7,28 - 5 7,5 - 5

T = 39,637 ° C

Resposta

P H 2 O = 7,28   k P a

T = 39,637 ° C

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