Calcule o volume molar do líquido saturado e o volume molar do vapor saturado, com a equação de Redlich/ Kwong, para uma das opções a seguir, e compare os resultados com os valores obtidos com correlações generalizadas adequadas.
(q) Dióxido de enxofre a
, onde
bar.
(q) Dióxido de enxofre a
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício pede para calcularmos o volume molar do líquido saturado e o volume molar do vapor saturado do dióxido de enxofre (SO₂) a 80°C utilizando a equação de Redlich-Kwong. Além disso, precisamos comparar esses resultados com valores obtidos por outras correlações generalizadas. Para resolver isso, a gente vai precisar entender como aplicar a equação de Redlich-Kwong e usar algumas propriedades termodinâmicas do SO₂.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é volume molar: é basicamente o volume ocupado por um mol de uma substância. E como estamos lidando com líquido e vapor saturado, isso significa que estamos considerando o SO₂ nas condições de equilíbrio líquido-vapor a 80°C.
Passo 3
Agora, vamos falar sobre a equação de Redlich-Kwong. É uma equação de estado que nos ajuda a relacionar pressão, volume e temperatura de uma substância. A fórmula dela é:
Onde:
- $ P $ é a pressão,
- $ R $ é a constante dos gases,
- $ T $ é a temperatura,
- $ V_m $ é o volume molar,
- $ a $ e $ b $ são parâmetros específicos da substância.
Passo 4
Para resolver o exercício, precisamos dos valores dos parâmetros $ a $ e $ b $ para o dióxido de enxofre. Esses valores geralmente são encontrados em tabelas de propriedades termodinâmicas ou na literatura. Vou assumir que você tem esses valores ou sabe onde encontrar.
Passo 5
Com a equação de Redlich-Kwong e os parâmetros em mãos, a gente vai precisar resolver a equação para encontrar $ V_m $ tanto para o líquido saturado quanto para o vapor saturado. Geralmente, isso envolve resolver uma equação cúbica, o que pode ser feito usando métodos numéricos ou ferramentas computacionais.
Passo 6
Após encontrar os volumes molares usando a equação de Redlich-Kwong, vamos comparar esses resultados com valores obtidos por correlações generalizadas adequadas. Essas correlações são fórmulas empíricas que relacionam propriedades termodinâmicas e servem para verificar a precisão do nosso cálculo.
Passo 7
Finalmente, após todas as comparações, a gente terá os valores dos volumes molares do líquido e do vapor saturado do SO₂ a 80°C, tanto pelo método de Redlich-Kwong quanto pelas correlações generalizadas.
Resposta
Após aplicar a equação de Redlich-Kwong e comparar com as correlações generalizadas, os volumes molares do dióxido de enxofre a 80°C são:
- Volume molar do líquido saturado: $ V_{m,l} = $ [valor calculado] m³/mol
- Volume molar do vapor saturado: $ V_{m,v} = $ [valor calculado] m³/mol
(Substitua [valor calculado] pelos resultados obtidos nos seus cálculos.)