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Enunciado

Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 12.Problemas - Ex. 28

28 Um tanque, com volume interno de 100 m3, contém uma mistura de gases acetileno (C2H2), propano (C3H8) e butano (C4H10). A pressão e a temperatura da mistura são iguais a 100 kPa e 20 °C. Um teste mostrou que as pressões parciais do C2H2 e do C3H8 são, respectivamente, iguais a 15 e 65 kPa. Nestas condições, determine a massa de cada componente no tanque.

Passo 1

E aiii... vamos começar?

Nessa questão vamos usa a equação da pressão parcial:

P i = y i P t o t

A lei dos gases:

P V = n R - T

E a equação pra massa de cada componente:

m i = y i n t o t M i

Passo 2

Vamos primeiro achar a fração molar de cada um:

- acetileno:

P C 2 H 2 = y C 2 H 2 P t o t

15 = y C 2 H 2 100

y C 2 H 2 = 0,15

- propano:

P C 3 H 8 = y C 3 H 8 P t o t

6 5 = y C 3 H 8 100

y C 3 H 8 = 0,6 5

- burano:

y C 2 H 2 + y C 3 H 8 + y C 4 H 10 = 1

y C 4 H 10 = 0,20

Passo 3

Vamos calcular agora o número total de mol com a lei dos gases:

P t o t V t o t = n t o t R - T

100 × 100 = n t o t × 8,31451 × 293,15

n t o t = 4,1027   k m o l

Passo 4

E calculando a massa de cada: (a massa molecular a gente pega na tabela A.5)

- acetileno:

m C 2 H 2 = y C 2 H 2 n t o t M C 2 H 2

m C 2 H 2 = 0,15 × 4,1027 × 26,038

m C 2 H 2 = 16,024   k g

- propano:

m C 3 H 8 = y C 3 H 8 n t o t M C 3 H 8

m C 3 H 8 = 0,6 5 × 4,1027 × 44,097

m C 3 H 8 = 117,597   k g

- butano:

m C 4 H 10 = y C 4 H 10 n t o t M C 4 H 10

m C 4 H 10 = 0 , 20 × 4,1027 × 58,124

m C 4 H 10 = 47,693   k g

Acabamoos.. Next??

Resposta

m C 2 H 2 = 16,024   k g

m C 3 H 8 = 117,597   k g

m C 4 H 10 = 47,693   k g

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