Enunciado

Um tanque contém 2 m3 de ar a –93°C e uma pressão manométrica de 1,4 MPa. Determine a massa do ar, em kg. A pressão atmosférica local é de 1 atm.

Passo 1

Ooopa, beleza?

Vamos lá pra mais uma questão bem interessante de termodinâmica!

Passo 2

Calculando a pressão absoluta do ar

p = p a b s = p m a n + p a t m = 14 + 1,0132 b a r = 15,0132   b a r

Passo 3

Obtendo as propriedades do ar da Tabela A-1 “Propriedades Críticas e Atômico ou Peso Molecular de Elementos Selecionados”

  • Pressão crítica: p c = 37,7   b a r
  • Temperatura crítica: T c = 133   K
  • Massa molecular: M = 28,97   k g / k m o l

Calculando a pressão reduzida

p R = p p c = 15,0132 37,7 = 0,3982

Calculando a temperatura reduzida

T R = T T c = - 93 + 273 133 = 1,353

Passo 4

Determine o valor do fator de compressibilidade para p R e T R da Figura 3.12 no livro texto

Z = 0,955

Calculando a massa do ar

p V = Z m R T

→ m = p V Z R T = 15,0132   b a r 2   m 3 0,955 8,314 28,97 k J / k g ⋅ K - 93 + 273 K 10 5   P a 1   b a r 1   k J / k g ⋅ K 1000   J / k g ⋅ K

→ m = 60,86   k g

Resposta

m = 60,86   k g

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