Enunciado
Termodinâmica - Moran e Shapiro - Princípios de Termodinâmica para Engenharia- Ed: 7º - Capítulo 11.Problemas - Ex. 3
A pressão no interior de um reservatório de 23,3 m não deve ser superior a 105 bar. Verifique essa pressão se o reservatório estiver preenchido com 1000 kg de vapor d'água mantidos a 360°C, utilizando (a) a equação de estado de gás ideal. (b) a equação de van der Wals. (c) a equação de Redlich-Kwong. (d) o diagrama de compressibilidade. (e) as tabelas de vapor.
Passo 1
Faaala, galerinhaaa!!
A letra (a) nos pede a pressão pela equação de estado do gás ideal. Nós temos a equação:
Assim, teremos:
Passo 2
Em (b), vamos encontrar a pressão pela equação de Van der Waals. Nós temos que a equação de Van der Waals é dada por:
Vamos substituir os valores na fórmula:
4% mais alta.
Passo 3
Em (c), vamos encontrar a pressão pela equação de Van der Waals. Nós temos que a equação de Redlich-Kwong é dada por:
Vamos substituir os valores na fórmula:
10% mais alta.
Passo 4
Vamos realizar agora na letra (d) as lógicas para encontrar a pressão pelo diagrama de compressibilidade. Nós temos que:
Substituindo os valores, teremos:
Pela Figura A-1, encontramos a partir deste valor de Vr, que:
1,5% mais alta.
Passo 5
Por fim, em (e), precisamos somente conferir este valor com o que nos é apresentado na tabela de vapor. Logo, encontraremos que a pressão é de 100 bar.
Se fizermos uma comparativa, tivemos em a, b, c e d, os valores de 25%, 10%, 4% e 1,5% mais altas de acordo com as equações utilizadas.
Resposta
a) 125,29 bar.
b) 103,76 bar.
c) 101,34 bar.
d) 101,48 bar.
e) 100 bar.