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Enunciado

Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 15.Problemas - Ex. 23

Um tanque fechado contém água líquida em equilíbrio com ar úmido a 20 ° C e 100   k P a . Determine a pressão do vapor da água no tanque e a pressão do vapor da água saturada contida no tanque.

Passo 1

OI GALERA, como vocês estão? Tudo tranquilo? Comigo ta tudo ótimo (minha namorada me largou AAAAAA, sigam em frente). Enfim, das tabelas de vapor, temos para o liquido saturado: P g = 2.339   k P a , v f = 0.001002   m 3 / k g . O liquido está em 100   k P a , então é liquido comprimido ainda em 20 ° C , portanto da equação 13.15:

g l i q - g f = ∫ v   d P = v f ( P - P g )

O vapor no ar úmido está na pressão parcial P V também a 20 ° C , então assumimos o gás ideal para o vapor:

g v a p - g g = ∫ v   d P = R   T ln ⁡ P v P g

Temos as duas fases saturadas então g f = g g ( q = h f g = T s f g ) e agora para o equilíbrio as duas funções de Gibbs devem ser as mesmas que:

g v a p = g l i q = R   T ln ⁡ P v P g +   g g = v f P - P g +   g f

Deixando-nos com a seguinte equação:

ln ⁡ P v P g = v f P - P g R T (1)

Vamos para a resolução!

Passo 2

Utilizando a equação (1), podemos aplicar os dados e encontrar a pressão do vapor da água saturada:

ln ⁡ P v P g = v f P - P g R T

ln ⁡ P v P g = 0.001002   ( 100 - 2.339 ) 0.4615   x   293.15

ln ⁡ P v P g = 0.000723

P v P g = e 0.000723

P v = P g e 0.000723

P v = 2.3407   k P a

PRONTINHO, tudo finalizado, bons estudos e fica bem! Até a próxima.

Resposta

P v = 2.3407   k P a

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