Use a equação de van der Waals para calcular a pressão no tanque. Repita o procedimento usando a equação Soave-Redlich-Kwong. Há alguma diferença significativa na predição da pressão através desta duas equações?
Passo 1
Então, galera, a gente tem um exercício que pede pra calcular a pressão em um tanque usando duas equações diferentes: a de Van der Waals e a de Soave-Redlich-Kwong (SRK). Vamos precisar entender essas duas equações, que são usadas para descrever o comportamento de gases reais, diferente dos ideais que a gente aprende na primeira fase da química ou física. Vamos precisar das constantes específicas do gás que estamos analisando, além de informações como volume, temperatura e quantidade de matéria no tanque.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar a equação de Van der Waals, que ajusta a equação dos gases ideais para levar em conta o volume ocupado pelas moléculas e a força de atração entre elas. A fórmula é:
Aqui,
é a pressão,
é o volume molar,
é a temperatura,
é a constante dos gases, e
e
são constantes específicas do gás.
Passo 3
Agora, vamos aplicar essa equação para calcular a pressão no tanque. Precisamos rearranjar a fórmula para isolar
:
Substituímos os valores conhecidos (como
,
,
,
e
) nessa equação para encontrar
.
Passo 4
Em seguida, vamos para a equação de Soave-Redlich-Kwong, que é uma melhoria sobre a de Van der Waals e proporciona previsões mais precisas para gases reais, especialmente em condições de alta pressão e baixa temperatura. A fórmula é um pouco mais complexa:
Aqui, além de
e
, temos o fator de correção
, que depende da temperatura e do coeficiente acêntrico do gás.
Passo 5
Vamos substituir os mesmos valores que usamos na equação de Van der Waals na equação de SRK para calcular a nova pressão
. Lembrando que precisamos calcular
com base na temperatura e no coeficiente acêntrico, que geralmente são dados ou podem ser encontrados em tabelas específicas para o gás em questão.
Passo 6
Depois de calcular as pressões usando ambas as equações, vamos comparar os resultados. A diferença significativa entre as previsões vai depender das condições do gás no tanque, como a pressão e a temperatura. Em geral, a equação SRK tende a ser mais precisa para gases reais nessas condições, então podemos esperar que haja uma diferença, especialmente se o gás estiver em alta pressão ou baixa temperatura.
Resposta
Calculando com a equação de Van der Waals, obtemos uma pressão
. Usando a equação de Soave-Redlich-Kwong, a pressão é
. Comparando os dois resultados, verificamos que a equação SRK fornece uma previsão mais precisa da pressão no tanque, mostrando uma diferença significativa em relação à equação de Van der Waals, especialmente sob condições de alta pressão e baixa temperatura.
Exercícios relacionados
Você foi contratado para projetar um tanque de aço para armazenamento de
a 290 K . O tanque apresenta um volume de
e se quer armazenar 460 kg de
. Que pressão será exercida pelo
?
Encontre a densidade do dióxido de carbono a
e 1500 psia, a plicando:
a. Lei dos gases ideais;
a. Lei dos gases ideais;
a) Porque o átomo de cloro direciona a substituição para a(s) posição(ões) indicada(s)?
b) Como o átomo de cloro influencia a reatividade do anel benzênico? Explique
b) Como o átomo de cloro influencia a reatividade do anel benzênico? Explique