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Enunciado

Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 13.Problemas - Ex. 99

O ar presente na câmara de combustão de um motor a jato moderno pode apresentar temperatura e pressão maiores do que a temperatura e a pressão críticas do combustível. Considere que a câmara contém uma mistura ar – combustível, que apresenta 50 % de octano e 50 % de ar (na base molar), a 500 K e 3,5   M P a . É razoável utilizar o modelo de gás perfeito para simular o comportamento da mistura nessas condições? Utilize a regra de kay e os diagramas generalizados para justificar sua resposta.

Passo 1

E aí bonit@S, como vocês estão?

Se liguem, nossa questão fala que temos uma mistura de octano e de ar (Nitrogênio e Oxigênio) vamos ter as seguintes frações molares

y C 8 H 18 = 0,5 ,     y N 2 = 0,5 ⋅ 0,79 = 0,395 ,     y O 2 = 0,5 ⋅ 0,21 = 0,105

Nossa mala molar da mistura será dada por

M m i s t = ∑ y i M i = 0,5 ⋅ 114,232 + 0,395 ⋅ 28,013 + 0,105 ⋅ 31,999 ≈ 71,541  

Passo 2

Utilizando a regra de Kay vamos ter

P c m i s t = 0,5 ⋅ 2,49 + 0,395 ⋅ 3,39 + 0,105 ⋅ 5,04 = 3,11   M P a

T c m i s t = 0,5 ⋅ 568,8 + 0,395 ⋅ 126,2 + 0,105 ⋅ 154,6 ≈ 350,5   K

Assim, nossas propriedades reduzidas serão

P r = 3,5 3,113 ≈ 1,124 ,     T r = 500 350,5 ≈ 1,427

Passo 3

Seguindo a recomendação do problema vamos utilizar os diagramas generalizados a começar por D . 1 (fator de compressibilidade para o fluido de Lee – Kesler simples) dado por

Podemos encontrar um fato de compressibilidade aproximado de Z = 0,87 . Dessa forma, podemos tratar como uma mistura de gás ideal. Pronto, tá resolvido nosso exercício.

Resposta

S i m ,   é   r a z o á v e l

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