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Enunciado

Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 13.Problemas - Ex. 11

Uma mistura de gases consiste em 5   k g de O 2 , 8   k g de N 2 e 10   k g de C O 2 . Determine (a) a fração mássica de cada componente, (b) a fração molar de cada componente e (c) a massa molar média e a constante de gás da mistura de gases.

Passo 1

Fala aí galera do Responde aí, bora fazer mais uma questão de Termodinâmica para ficarmos experts na matéria.

Para a letra (a), temos que:

m m = m O 2 + m N 2 + m C O 2 = 5 + 8 + 10 = 23 k g

Portanto, a fração mássica será dada por:

f m á s s i c a   O 2 = m O 2 m m = 5 23 = 0,217

f m á s s i c a   N 2 = m N 2 m m = 8 23 = 0,348

f m á s s i c a   C O 2 = m C O 2 m m = 10 23 = 0,435

Passo 2

Para encontrar as frações molares, precisamos determinar o número de Mols de cada componente primeiro:

N O 2 = m O 2 M O 2 = 5 32 = 0,156 k m o l

N N 2 = m N 2 M N 2 = 8 28 = 0,286 k m o l

N C O 2 = m C O 2 M C O 2 = 10 44 = 0,227 k m o l

Logo, o número de mols total na mistura:

N m = N O 2 + N N 2 + N C O 2 = 0,669 k m o l

Portanto:

y O 2 = N O 2 N m = 0,156 0,699 = 0,233

y N 2 = N N 2 N m = 0,286 0,699 = 0,428

y C O 2 = N C O 2 N m = 0,227 0,699 = 0,339

Passo 3

Para a letra (c), a massa molar média e a constante gasosa da mistura são determinadas a partir de suas definições:

M m = m m N m = 23 0,669 = 34,4   k g / k m o l

R m = R u M m = 8,314 34,4 = 0,242   k J / k g K

Resposta

  1. f m á s s i c a   O 2 = m O 2 m m = 5 23 = 0,217

    f m á s s i c a   N 2 = m N 2 m m = 8 23 = 0,348

    f m á s s i c a   C O 2 = m C O 2 m m = 10 23 = 0,435

  2. y O 2 = N O 2 N m = 0,156 0,699 = 0,233

    y N 2 = N N 2 N m = 0,286 0,699 = 0,428

    y C O 2 = N C O 2 N m = 0,227 0,699 = 0,339

M m = m m N m = 23 0,669 = 34,4   k g / k m o l

R m = R u M m = 8,314 34,4 = 0,242   k J / k g K

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