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Enunciado

Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 12.Problemas - Ex. 71

Qual será o erro envolvido (a) na entalpia e (b) na energia interna do C O 2 a 350   K e 10   M P a , caso ele seja considerado um gás ideal?

Passo 1

Bom, galera, para resolver esse problema primeiro precisamos determinar o fator de desvio de entalpia Z h . Para isso, vamos usar a pressão dada p = 10   M P a , a temperatura T = 350   K e a pressão crítica p c r = 7,39   M P a e temperatura crítica T c r = 304,2   K para o dióxido de carbono para primeiramente determinar a pressão reduzida p R e a temperatura T R :

T R = T T c r = 350 304,2 = 1,151

p R = p p c r = 10 7,39 = 1,353

Do diagrama generalizado de desvio de entalpia, nós podemos encontrar Z h :

Z h = 1,5

Passo 2

Agora nós podemos pegar o valor da entalpia para gás ideal h i = 11351   k J / k m o l e a constante de gás universal R u = 8,314   k J / k m o l K para determinar a entalpia de C O 2 :

h = h i - Z h ⋅ R u ⋅ T c r

h = 11351 - 1,5 × 8,314 × 304,2

h = 7557   k J / k m o l

O erro será igual a:

e r = h i - h h = 11351 - 7557 7557 × 100

e r = 50,2 %

Passo 3

Na letra (b) queremos a energia interna. Para a energia interna u , nós precisamos usar os valores calculados para T R e p R para determinar o fator de compressibilidade Z dos diagramas:

Z = 0,65

Então, nós vamos usar a entalpia calculada h para determinar a energia interna u .

u = h - p   ⋅ ν

u = h - Z ⋅ R u ⋅ T

u = 7557 - 0,65 × 8,314 × 350

u = 5666   k J / k m o l

Para determinar o erro na aproximação, nós vamos pegar o valor dado na tabela para gases ideais, u i = 8439   k J / k m o l :

e r = u i - u u = 8439 - 5666 5666 × 100

e r = 48,9 %

Resposta

  1. e r = 50,2 %
  2. e r = 48,9 %
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