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Enunciado

Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 13.Problemas - Ex. 33

13 – 33 Um engenheiro propôs a mistura de oxigênio extra com ar normal em motores de combustão interna para controlar alguns dos produtos de exaustão. Considerando que um adicional de 5 % (em volume) de oxigênio é misturado com ar atmosférico padrão, como

isso mudará o peso molecular da mistura?

Passo 1

O esquema da composição do ar normal (ar atmosférico) é como nessa imagem:

Podemos aplicar a fórmula para peso molecular ao sistema:

M m   =   y N 2 ⋅ M N 2   +   y O 2 ⋅ M O 2 +     y o u t r o s ⋅ M o u t r o s

Os y i , são as frações molares.

Os M i , são as massas molares. Veja T A B E L A   A - 1 ,   p á g .   908 .

No caso dos outros componentes que representam 1%, temos cerca de 14 outros gases, mas não vamos considerar todos devido a irrelevância percentual. Vamos considerar apenas o Argônio que é o terceiro mais abundante, depois do Oxigeno e do Nitrogênio, Blz!?

A fórmula pós acréscimo dos 5 % de oxigênio vai ficar:

M m   =   78 % 105 % ⋅ 28,013   + 21 % 105 % ⋅ 31,999 +     1 % 105 % ⋅ 39,948

M m   ≅   27,58 k g k m o l

Antes a situação era:

M m   =   78 % 100 % ⋅ 28,013   + 21 % 100 % ⋅ 31,999 +     1 % 100 % ⋅ 39,948

M m ≅ 28,96 k g k m o l

Logo o acréscimo de 5 % de Oxigênio(em volume) faria o peso molecular da mistura diminuir em     1,38   K g k m o l , pois 28,96 - 27,58 = 1,38 .

Resposta

Antes: M m ≅ 28,96 k g k m o l

Depois:

M m   ≅   27,58 k g k m o l

O acréscimo de 5 % de Oxigênio(em volume) faria o peso molecular da mistura diminuir em   1,38   K g k m o l .

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