Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 16.Problemas - Ex. 82
Retrabalhe o Prob. 16-81, considerando que a temperatura no absorvedor é aumentada para 6 °C e a temperatura no gerador é reduzida para 40 °C. A pressão de saturação da amônia a 6 °C é de 534,8 kPa, e a 40 °C é de 1556,7 kPa.
Passo 1
Tá legal! A primeira coisa que devemos fazer é encontrar a pressão de saturação da água para as temperaturas de 6 °C e 40 °C dadas, dessa forma, recorrendo as tabelas do apêndice A, temos:
A pressão de saturação da amônia foi dada no enunciado, e temos:
Agora iremos utilizar a lei de Raoult apresentada nessa seção do livro, que nos dá:
Então, pegando o primeiro e terceiro termo dessa equação, ficamos com:
Então, escrevendo essa equação para a amônia e para a água, temos:
No entanto, sabemos que a soma das frações molares deve ser igual a 1, de modo que teremos:
Substituindo essa expressão na equação acima, chegamos em:
Passo 2
Agora vamos utilizar o modelo de pressão parcial de Dalton, que nos dá:
Em que 1 e 2 denotam as substâncias das misturas, então no nosso caso a substância 1 será a amônia e a substância 2 a água, então, substituindo as expressões encontradas no passo 1 nessa equação para o absorvedor, que está em 6 °C, chegamos em:
Então, substituindo os valores conhecidos, chegamos em:
Essa é a resposta do item (c).
Passo 3
Agora, com o valor obtido no passo 2, podemos encontrar a pressão de funcionamento no absorvedor, pedido no item (b), então, sabendo que a soma das pressões parciais deve ser igual a pressão de funcionamento, temos:
E, escrevendo as pressões com o auxílio da lei de Raoult apresentada no passo 1, temos:
No entanto, conforme vimos no passo 1, podemos escrever a fração molar da água como:
Então, substituindo essa expressão na equação anterior, temos:
Substituindo os valores conhecidos, lembrando que estamos analisando o absorvedor, que está a 6 °C, temos:
Passo 4
Agora, vamos fazer a mesma análise feita no passo 2, só que para o gerador, que está a 40 °C, então aproveitando a relação obtida no passo 2, temos:
E, substituindo os valores conhecidos, temos:
Essa é a resposta do item (d).
Passo 5
Agora, como último passo, para resolver a letra (a), vamos repetir o procedimento utilizado no passo 3, só que agora, para o gerador, que está a 40 °C, então, teremos:
Substituindo os valores conhecidos, temos: