Determine o fator de compressibilidade do nitrogênio a
a. 2000 kPa, 120 K
b. 2000 kPa, 300 K
c. 120 K, v=0,005 m 3 / kg

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício sobre o fator de compressibilidade do nitrogênio. A matéria envolvida aqui é Termodinâmica, mais especificamente propriedades de gases reais. Para calcular o fator de compressibilidade, vamos precisar da equação de estado apropriada e de algumas propriedades do nitrogênio, como temperatura, pressão e volume específico.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é o fator de compressibilidade, geralmente representado por Z = P vR T . Ele nos ajuda a medir o quanto o comportamento de um gás real desvia do comportamento de um gás ideal. A fórmula básica para calcular é:
Onde:
  • é a pressão,
  • é o volume específico,
  • é a constante dos gases,
  • é a temperatura.

Passo 3

Vamos resolver a parte a do exercício: determinar v = R TP quando e .
Primeiro, precisamos do volume específico . Se não for fornecido, podemos calcular usando a lei dos gases ideais rearranjada:
Para o nitrogênio, a constante específica é aproximadamente .

Passo 4

Calculando v = 0,2968 times 1202000 = 35,6162000 = 0,0178 m^3/kg :

Passo 5

Agora, usando a fórmula do fator de compressibilidade:
Z = 2000 times 0,01780,2968 times 120 = 35,635,616 approx 1,00

Resposta

a. O fator de compressibilidade do nitrogênio a e é aproximadamente 1,00.

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