Prove que a pressão absoluta do gás no cilindro é
Pa. Calcule o volume ocupado pelo gás, assumindo gás ideal;
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão pede para a gente provar que a pressão absoluta do gás no cilindro é
Pa e calcular o volume que esse gás ocupa, assumindo que ele se comporta como um gás ideal. Vamos precisar usar a teoria dos gases ideais para resolver isso.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar a equação dos gases ideais, que é essencial para resolver esse tipo de problema. A equação é:
Onde:
-
é a pressão do gás, -
é o volume ocupado, -
é a quantidade de matéria em mols, -
é a constante dos gases ideais ( ), -
é a temperatura em Kelvin.
Passo 3
Para provar que a pressão absoluta do gás no cilindro é
Pa, precisamos identificar os valores de
,
,
e
. Supondo que já tenhamos
e
, podemos rearranjar a equação para encontrar
:
Passo 4
No entanto, como queremos provar que
Pa, podemos usar essa relação para encontrar o volume
. Vamos reorganizar a equação para resolver
:
Passo 5
Agora, vamos inserir os valores conhecidos na fórmula. Supondo que temos:
-
quantidade de mols (vamos precisar desse valor), -
temperatura em Kelvin, -
, -
.
Sem os valores de
e
, não conseguimos calcular um valor numérico para
. Mas, se tivermos esses valores, basta substituir na equação.
Passo 6
Por exemplo, se tivermos
mols e
K, o cálculo seria:
Resposta
Portanto, a pressão absoluta do gás no cilindro é
Pa e o volume ocupado pelo gás, assumindo gás ideal, depende dos valores de
e
. Com os valores de exemplo
mols e
K, o volume seria aproximadamente
.
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O trabalho realizado pelo gás é igual a restrição (o peso do pistão mais a força devido a pressão atmosférica) vezes a distância percorrida pelo pistão. Calcule esta quantidade e use este valor para calcular a quantidade de calor transferida para dentro ou para fora do sistema (defina qual) durante o processo.
O aquecimento de um óleo leve
de
até
está sendo feito usando um trocador multitubular tipo TC-1.8 com um total de 80 tubos (
condensando no interior do casco. Considerando coeficientes de convecção de
para o óleo e de
para o vapor, a densidade do óleo é
, pede-se :
b) A velocidade do óleo nos tubos do trocador.
b) A velocidade do óleo nos tubos do trocador.
Supondo que você não dispusesse dos dados experimentais supracitados, sendo dadas as pressões de vapor do
-pentano e do
-hexano (pressão de vapor do
-pentano a
é 99,63 kPa e a pressão de vapor do
-hexano a
é
), e assumindo que a lei de Raoult seja uma adequada descrição do equilíbrio líquido-vapor (ELV) das misturas
-pentano/
-hexano, calcule: (i) A pressão de ponto de bolha e a composição da fase vapor para a mistura líquida com composição
-heptano
a
; (ii) A pressão de ponto de orvalho e a composição da fase líquida para a mistura vapor com composição
a
.
Em um trocador casco-tubos ( TC- 1.2 ),
de água
é aquecida de
para
, em dois passes pelo casco, por
de óleo (
) que deixa o trocador a
, após um passe pelos tubos. Ao óleo está associado um coeficiente de convecção de
e um fator fuligem de 0,005 e à água está associado um coeficiente de convecção de
F e um fator fuligem de 0,002 . Determine o número de tubos de
de diâmetro externo e 6 ft de comprimento necessários para o trocador.