Eteno ou etileno
é um gás que possui muitas aplicações na indústria química, petroquímica e de alimentos. Deseja-se dimensionar um vaso de pressão para armazenamento de etileno na sua empresa. O vaso deverá sustentar pressões de 100.72 bar, e estará à temperatura próxima a ambiente
. Nestas condições, deseja-se armazenar cerca de 20 kg de etileno, quantidade suficiente para algumas semanas de operação. Faça uma estimativa do volume do vaso requerido.
Passo 1
Então, vamos lá! O exercício nos pede para dimensionar um vaso de pressão para armazenar etileno (C₂H₄). A gente sabe que o vaso precisa aguentar uma pressão de 100,72 bar e estar na temperatura ambiente de 24°C. Além disso, queremos armazenar 20 kg de etileno. Para resolver isso, vamos usar conceitos de física dos gases, especificamente a Lei dos Gases Ideais, que relaciona pressão, volume, temperatura e quantidade de matéria.
Passo 2
Primeiro, precisamos converter a massa de etileno em mols, porque a Lei dos Gases usa isso. A massa molar do etileno (C₂H₄) é:
Então, para 20 kg:
Número de mols (
):
Passo 3
Agora, vamos usar a Lei dos Gases Ideais, que é:
Onde:
-
é a pressão -
é o volume -
é o número de mols -
é a constante dos gases ( ) -
é a temperatura em Kelvin
Primeiro, convertendo a temperatura para Kelvin:
Passo 4
Precisamos isolar o volume
na equação:
Agora, substituindo os valores:
Passo 5
Vamos calcular passo a passo:
Primeiro, calcule
:
Agora, divida por
:
Resposta
O volume estimado do vaso necessário para armazenar 20 kg de etileno a 100,72 bar e 24°C é de aproximadamente 175 litros.