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Enunciado

Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 13.Problemas - Ex. 113

Deve-se realizar uma experiência utilizando um banho de R - 22 líquido a - 100 ° C em um tanque fechado (com algum vapor na parte superior do tanque).

( a ) Qual é a pressão no tanque durante a experiência?

b Terminada a experiência, a temperatura no tanque atinge a do meio 20 ° C . Se a pressão no tanque não deve exceder 1 M P a , qual deve ser a máxima porcentagem de líquido (em volume) no tanque durante a realização da experiência?

Passo 1

E aí bonit@s, como vocês estão?

Se liguem só que essa questão é bem tranquila e rápida de ser feita. Vamos utilizar a tabela R - 22 para 70 ° C , dessa forma teremos

h f g ≈ c o n s t a n t e ,     v f g ≈ v G ≈ R T P G

Sendo assim, vamos ter

ln ⁡ P G 1 P G 0 ≈ h f g R ⋅ 1 T 0 - 1 T 1

Extrapolando para - 70 ° C , tomando a tabela B . 4.1 teremos

T m e d = - 85 ° C ,   h f g ≈ 256,5

Para T 0 = 203,2 K   e   T 1 = 173,2 K temos

R = 8,3145 86,469 = 0,09615 k J k g ⋅ K

Então temos

ln ⁡ P G 1 20,5 = 256,5 0,09615 ⋅ 1 203,2 - 1 173,2 → P g 1 = 2,107   k P a

Passo 2

Agora extrapolando v f de - 70 ° C para T 1 = - 100 ° C temos v f 1 ≈ 0,000634 e também

v G 1 ≈ R T P G 1 = 0,09615 ⋅ 173,2 2,107 = 7,9037

Como temos v 1 = v 2 ≈ v F 2 = 0,000824 vamos encontrar

0,000824 = 0,000634 + x 1 ⋅ 7,9031 → x 1 = 2,404 ⋅ 10 - 5

Por fim, para concluirmos nosso exercício teremos

V l i q m = 1 - x 1 ⋅ V F 1 = 0,000634 ,     V v a p m = x 1 ⋅ V G 1 = 0,000190

Logo, nossa porcentagem de líquido será

% L I Q = 0,000634 0,000 824 ⋅ 100 ≈ 76,9 %

Pronto, tá resolvido nosso exercício.

Resposta

a P G 1 = 2,107   k P a

b   % L i q = 76,9 %

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