Exercícios Resolvidos de Equilíbrio multifásico e multicomponente

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Enunciado

Abaixo está representado o diagrama de equilíbrio do oxigênio e nitrogênio para as fases líquida e vapor a pressão 0,1MPa.

A partir da leitura do diagrama e supondo que a mistura tem 20% de nitrogênio e 80% de oxigênio, determine a composição das duas fases nas temperaturas de 79K e 81K.

Passo 1

A coisa mais importante nesse tipo de exercício é saber identificar corretamente os pontos que estamos trabalhando, assim, o resto fica mamatinha..

Então vamos lá, vamos procurar a reta vertical que representa a mistura 20% nitrogênio e 80% oxigênio. Lembrando que a linha superior é a de vapor e a inferior a de líquido.

Beleza, achamos a reta que contém a composição da mistura.

Passo 2

Agora vamos traçar a reta horizontal que representa a temperatura de 79K.

Perceba que a interseção das retas acontece entre as linhas vapor e líquido logo existirá uma mistura das fases, caso a interseção fosse acima da linha vapor então teremos somente vapor e abaixo da linha líquido teremos apenas líquidos. Nós vamos achar a proporção no vapor fase achando a interseção da linha de vapor com a reta da temperatura horizontal, e do líquido se faz com a interseção da linha líquido. Vamos fazer isso na próxima etapa.

Passo 3

Achamos dois pontos de interseção, um referente à fase vapor e outra à fase líquida.

Então a composição da fase vapor será de mais ou menos 9% de oxigênio e 91% de nitrogênio, já a fase líquida terá a composição de 11% de oxigênio e 89% de nitrogênio.

Passo 4

Agora vamos fazer a mesma coisa para a temperatura de 81K. Dessa vez vamos achar direto o ponto de interseção.

Passo 5

Agora vamos achar os dois pontos de interseção correspondentes à cada fase.

Logo a composição da fase vapor para a temperatura de 81K é de 19% de oxigênio e 81% de nitrogênio. Já para a fase líquida será de 43% de oxigênio e 57% de nitrogênio.

Resposta

A composição da fase vapor a 79K será de mais ou menos 9% de oxigênio e 91% de nitrogênio, já a fase líquida terá a composição de 11% de oxigênio e 89% de nitrogênio.

Logo a composição da fase vapor para a temperatura de 81K é de 19% de oxigênio e 81% de nitrogênio. Já para a fase líquida será de 43% de oxigênio e 57% de nitrogênio.

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