Uma mistura de gases de hidrocarbonetos é composta por 60 % de metano, 25 % de propano e 15 % de butano em peso. Essa mistura é comprimida de 100   k P a e 20   ° C até 1.000   k P a em um

compressor reversível e isotérmico com escoamento em regime permanente. Calcule o trabalho e a transferência de calor para essa compressão por unidade de massa da mistura.

Passo 1

Fala aí galera do Responde aí, partiu mais uma questão de Termo. Primeiramente, o número de Mols de cada componente será:

N C H 4 = m C H 4 M C H 4 = 60 16 = 3,75   k m o l

N C 3 H 8 = m C 3 H 8 M C 3 H 8 = 25 44 = 0,5682   k m o l

N C 4 H 10 = m C 4 H 10 M C 4 H 10 = 1 5 58 = 0,2586   k m o l

Logo, o número total de mols será:

N m = N C H 4 + N C 3 H 8 + N C 4 H 10 = 4,5768   k m o l

Agora podemos determinar o peso molecular aparente, que é dado por:

M m = m m N m = 100 4,5768 = 21,85   k g / k m o l

A constante será:

R = R u M m = 8,314 21,85 = 0,3805

Passo 2

Para o processo em questão (reversível e isotérmico), temos que o trabalho interno é:

w i n t = R T ln ⁡ P 2 P 1 = 257   k J / k g

Um balanço de energia no volume de controle fornece:

E i n t - E e x t = ∆ E s i s t e m a   = 0

E i n t = E e x t

m h 1 + W i n t = m h 2 + Q e x t

W i n t - Q e x t = m h 2 - h 1

w i n t - q e x t = c p T 2 - T 1 = 0

Como T 1 = T 2 :

w i n t = q e x t = 257 k j / k g

Resposta

w i n t = q e x t = 257 k j / k g

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