Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 13.Problemas - Ex. 95
95- Uma mistura contém de uma mistura de argônio e nitrogênio a e . A fração molar de argônio na mistura é .
Determine o volume interno do tanque utilizando: o modelo de gás perfeito a regra de Kay e os diagramas generalizado de compressibilidade
Passo 1
Nem todo gás é perfeito, mas você é totalmente perfeito bebê
Bem a equação do gás perfeito você já deve estar familiarizado e ela é:
Com , logo o volume será dado por:
E como a massa molar do argônio é de pela tabela e a do nitrogênio é de pela tabela (na verdade as duas podiam ser achadas pela tabela , eu que sou cabeçudo mesmo)
Então a massa molar da mistura toda é de:
Já que temos de cada na mistura
Agora o volume interno pelo modelo ideal será dado por:
Já que seguimos a forma normal onde é uma constante para todos os gases e vale
Passo 2
Já o modelo de Kay não é tão comum de se ver por aí, aqui no livro ela é dita na equação e aqui nós precisamos encontrar o fator de compressibilidade, pois o volume será proporcional a quão perto de ser um gás ideal isso é, ou seja aqui o volume será dado por
Sabendo que pela mesma tabela temos as seguintes pressões e temperaturas críticas
Então:
Então precisamos verificar o fator de compressibilidade ao verificar a pressão e a temperatura reduzida
E aí pulamos para a tabela pegar o fator de compressibilidade
Aí vem uma parte do porque não gosto muito dessas tabelas por que é meio subjetivo onde você vê qual o valor para mim fez mais sentido mesmo, aí calculamos o volume da seguinte forma:
E como já achamos , então:
E essa foi o modelo de Kay para caso você não a tenha usado ela ainda