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Enunciado

Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 12.Problemas - Ex. 72

Determine a variação da entalpia do nitrogênio, por unidade de mol, para a mudança de estado de 225   K e 6   M P a para 320   K e 12   M P a   considerando (a) o comportamento de gás ideal e (b) o desvio de comportamento do gás ideal, com o uso de diagramas generalizados.

Passo 1

Vamos lá para a letra (a), galera. Usando os dados da tabela de gás ideal para o nitrogênio:

h - 2 - h - 1 i d e a l = h - 2 , i d e a l - h - 1 , i d e a l

h - 2 , i d e a l - h - 1 , i d e a l = 9306 - 6537 = 2769   k J / k m o l

s - 2 - s - 1 i d e a l = s ˙ 2 - s 1 ˙ - R u ln ⁡ P 2 P 1

s ˙ 2 - s 1 ˙ - R u ln ⁡ P 2 P 1 = 193,562 - 183,289 - 8,314 × ln ⁡ 12 6

s ˙ 2 - s 1 ˙ - R u ln ⁡ P 2 P 1 = 4,510 k J k m o l   ⋅ K

Passo 2

Na letra (b), queremos o desvio de comportamento do gás ideal. Os desvios de entalpia e entropia do nitrogênio nos estados especificados são determinados a partir dos diagramas generalizados:

T R 1 = T 1 T c r = 225 126,2 = 1,783

P R 1 = P 1 P c r = 6 3,39 = 1,770

Z h 1 = 0,6   e   Z s 1 = 0,25

E,

T R 2 = T 2 T c r = 320 126,2 = 2 , 536

P R 2 = P 2 P c r = 12 3,39 = 2 , 54 0

Z h 2 = 0 , 4   e   Z s 2 = 0 , 1 5

Substituindo os valores, temos:

h - 2 - h - 1 = R u T c r Z h 1 - Z h 2 + h - 2 - h - 1 i d e a l

h - 2 - h - 1 = 8,314 126,2 0,6 - 0,4 + 2769

h - 2 - h - 1 = 2979   k J / k m o l

s - 2 - s - 1 = R u Z s 1 - Z s 2 + s - 2 - s - 1 i d e a l

s - 2 - s - 1 = 8,314 0,25 - 0,15 + 4,510

s - 2 - s - 1 = 5,341 k J k m o l ⋅ K

Resposta

  1. h - 2 , i d e a l - h - 1 , i d e a l = 2769   k J / k m o l e s ˙ 2 - s 1 ˙ - R u ln ⁡ P 2 P 1 = 4,510 k J k m o l   ⋅ K  
  2. h - 2 - h - 1 = 2979   k J / k m o l e s - 2 - s - 1 = 5,341 k J k m o l ⋅ K
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