Um tanque aberto para a atmosfera contém Metanol líquido ( MeOH , peso molecular ) no fundo do o tanque. O tanque é mantido a , o diâmetro do tanque cilíndrico é de , a altura total do tanque é , e o nível de líquido no fundo do tanque é mantido a . O espaço de gás dentro do tanque está estagnado e os vapores de MeOH são imediatamente dispersos uma vez que saem do tanque. A a pressão de vapor do MeOH é de 163 mmHg e a a pressão de vapor é tanque aberto podem emitir uma quantidade considerável de vapor de MeOH. Qual é a taxa de emissão de vapor MeOH do tanque em Kg de dia quando o tanque está a uma temperatura de ? Se a temperatura do tanque for elevada para , qual é a nova taxa de emissão de metanol?

Passo 1

Beleza, vamos entender o que a pergunta está pedindo! Temos um tanque aberto contendo metanol líquido ( ) e queremos descobrir a taxa de emissão de vapor de metanol quando a temperatura do tanque está a e depois a . Para isso, vamos usar conceitos de pressão de vapor, área superficial do líquido e Leis dos Gases Ideais para calcular quantos quilogramas de metanol são emitidos por dia.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a área da superfície do metanol no tanque, que é a área do círculo onde o líquido está exposto ao ar. O diâmetro do tanque é de , então o raio é metade disso:
A área de um círculo é dada por:

Passo 3

Agora, vamos converter a pressão de vapor de metanol de mmHg para Pascals (Pa), já que a unidade padrão do Sistema Internacional para pressão é o Pascal. Sabemos que:
Então, para :
E para :

Passo 4

Vamos usar a Lei dos Gases Ideais para relacionar a pressão de vapor com a quantidade de metanol emitida. A fórmula que vamos utilizar para calcular a taxa de emissão ( ) é:
Onde:
  • é a taxa de emissão em kg/s
  • é a pressão de vapor em Pa
  • é a área da superfície em m²
  • é a massa molar do metanol ( )
  • é a constante dos gases ideais ( )
  • é a temperatura em Kelvin (°C + 273,15)

Passo 5

Primeiro, vamos calcular para :
Substituindo os valores na fórmula:

Passo 6

Agora, para encontrar a taxa de emissão por dia, multiplicamos por :

Passo 7

Agora, vamos calcular para :
Substituindo os valores na fórmula:

Passo 8

E novamente, para a taxa de emissão por dia:

Resposta

A taxa de emissão de vapor de metanol do tanque é aproximadamente 18.768 kg de por dia quando a temperatura está a . Se a temperatura do tanque for elevada para , a nova taxa de emissão será de aproximadamente 29.446 kg de por dia.

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