Responde Aí
Acesse com GoogleAcesse com AppleAcesse com Facebook

Enunciado

Termodinâmica - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 7º - Capítulo 14.Problemas - Ex. 2

Seja uma mistura de gases ideais com n espécies.

(a) Deduza uma equação para determinar a fração mássica da espécie i a partir do conhecimento da fração molar e da massa molar de cada uma das n espécies. Deduza uma equação para determinar a fração molar da espécie i a partir do conhecimento da fração mássica e da massa molar de cada uma das n espécies.

(b) Em uma mistura contendo frações molares iguais de O 2 , N 2 e C O 2 , qual é a fração mássica de cada espécie? Em uma mistura contendo frações mássicas iguais de O 2 , N 2 e C O 2 , qual é a fração molar de cada espécie?

Passo 1

Oi oi oiee, nessa questão nós temos a fração molar (ou fração mássica) e peso molecular de cada espécie em uma mistura de n espécies. E frações molares iguais (ou frações mássicas) de O 2 , N 2 e C O 2 em uma mistura.

Com isso queremos encontrar equações para determinar a fração mássica e molar da espécie i . Além de calcular a fração mássica e molar de espécies em uma mistura. Vamos lá!

Passo 2

Para resolver essa questão vamos assumir comportamento perfeito dos gases. Do enunciado temos que,

x O 2 = x N 2 = x C O 2 = 0,333

m O 2 = m N 2 = m C O 2 = 0,333

E consultando a tabela para encontrar a massa molar das espécies, temos:

M C O 2 = 44   k g / k m o l

M O 2 = 32   k g / k m o l

M N 2 = 28   k g / k m o l

Passo 3

Com,

m i = ρ i ρ = ρ i ∑ i ρ i = ρ i R i T ∑ i ρ i R i T = M i p i R T ∑ i M i p i R T

Cancelando os termos e dividindo numerador e denominador pela pressão total p ,

m i = M i x i   ∑ i M i x i

Similarmente,

x i = p i ∑ i p i = ρ i R i T ∑ i ρ i R i T = ρ i M i R T ∑ i ρ i M i R T

Dividindo o numerador e denominador pela densidade total ρ temos,

x i = m i / M i   ∑ i m i / M i

Passo 4

Com,

M O 2 x O 2 + M N 2 x N 2 + M C O 2 x C O 2 = 32 × 0,333 + 28 × 0,333 + 44 × 0,333 = 34,6

m O 2 = 0,31

m N 2 = 0,27

m C O 2 = 0,42

Com,

m O 2 M O 2 + m N 2 M N 2 + m C O 2 M C O 2 = 0,333 32 + 0,333 28 + 0,333 44 = 2,987 × 10 - 2

Encontramos,

x O 2 = 0,35

x N 2 = 0,40

x C O 2 = 0,25

Fim! 😉

Resposta

  1. x i = m i / M i   ∑ i m i / M i
  2. x O 2 = 0,35 , x N 2 = 0,40 e x C O 2 = 0,25
Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

13 – 44 Reconsidere o Prob. 13 – 43 . Usando o EES (ou outro programa), estude o efeito da variação dos mols de nitrogênio fornecidos ao tanque no intervalo entre 1k m o l e 10k m o l de N 2 . Trace u
13 – 40 E O volume de uma mistura é formado por 70% de água líquida, cuja densidade é de 62,4l b m / p é 3 é , misturada com outro fluido, cuja densidade é de 50,0l b m / p é 3 é . Qual é o peso espec
13 – 38 Uma mistura de 30 % de etano (em massa) e 70 % de metano deve ser combinada em um tanque de 100m 3 a 130k P a e 25° C . Considerando que o tanque inicialmente está evacuado, à qual pressão o e
13 – 42 E Gás natural ( 95 % de metano e 5 % de etano em volume) escoa por uma tubulação de 36p o l e g a d a s de diâmetro, com uma velocidade de 10p é / s é . A pressão na tubulação é de 100p s i a
13 – 46 A análise volumétrica de uma mistura de gases indica 30 % de oxigênio, 40 % de nitrogênio, 10% de dióxido de carbono e 20% de metano. Essa mistura escoa por um tubo de 2 c m de diâmetro a 8.00