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Enunciado

Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 16.Problemas - Ex. 87

Uma mistura de 1 mol de H 2 e 1 mol de Ar é aquecida a uma pressão constante de 1 atm até que 10% de H 2 se dissociem em hidrogênio monoatômico (H). Determine a temperatura final da mistura.

Passo 1

Tá legal! A primeira coisa que devemos fazer é escrever a equação de dissociação do hidrogênio, então, teremos:

H 2 ⇔ 2 H

Dessa forma, teremos:

v H 2 = 1 ; v H = 2

E, a nossa reação, que ocorre para H 2 e Ar será:

H 2 + A r → 0,2 H + 0,9 H 2 + A r

Nesse caso, o produto será o 0,2 H , o reagente a parcela referente a 0,9 H 2 e o ar será inerte.

Passo 2

Agora, sabemos que a constante de equilíbrio pode ser encontrada com o auxílio da equação 16-15 apresentada nessa seção:

K p = N C v C N D v D N A v A N B v B P N t o t a l Δ v

No nosso caso, como só temos H E H 2 , a equação se torna:

K p = N H v H N H 2 v H 2 P N t o t a l v H - v H 2

Então, substituindo os valores conhecidos, temos:

K p = 0,2 2 0,9 1 1 0,9 + 0,2 + 1 2 - 1 → K p = 0,02116

Passo 3

Agora, consultando a tabela A-28, temos:

O valor presente na tabela é o logarítmo natural de K p , então, pegando o K p do passo 2 e aplicando o logarítmo natural, temos:

ln ⁡ K p = ln ⁡ 0,02116 → ln ⁡ K p = - 3,855

Então, interpolando na tabela para esse valor de ln ⁡ K p , chegamos em uma temperatura de:

T = 2974,18   K

Resposta

T = 2974,18   K

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