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Enunciado

Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 13.Problemas - Ex. 29

13 – 29 Um tanque rígido contém 0,5 k m o l de argônio e 2 k m o l de nitrogênio a 250 k P a e 280 K . A mistura é então aquecida até 400 K . Determine o volume do tanque e a pressão final da mistura.

Passo 1

Vamos relembrar 2 fórmulas famosas do ensino médio:

Equação geral dos gases

P 1 V 1 T 1 = P 2   V 2 T 2

Essa relação de P V T é constante. Mas nós precisamos pegar o P V T instantânea.

Equação de estado ou equação de Clapeyron

P V   = n R T

Nelas:

P = P r e s s ã o

V = V o l u m e

n =   Q u a n t i d a d e   t o t a l   d e   m o l s

R = C o n s t a n t e   u n i v e r s a l   d o s     g a s e s

T = T e m p e r a t u r a   a b s o l u t a  

O R pode variar a depender das unidades escolhidas, nessa questão e na grande maioria, o melhor a fazer é não inventar moda e usar:

R = 8,31   m 3 ⋅ P a m o l ⋅ K      

Passo 2

Agora vamos aplica-las:

Qual o volume do meu tanque?

P V   = n R T

V   = n R T P

V   = 0,5 + 2 ⋅ 10 3 ⋅   8,31 ⋅ 280 250 ⋅ 10 3

V =   23.3   m 3  

Veja que o tempo todo o meu tanque rígido terá o mesmo volume, lembre-se também que uma característica dos gases é de ocupar todo volume. Logo, para essa questão:

V   =   V 1 = V 2 = 23,3 m 3

Passo 3

Agora podemos usar a Equação geral dos gases para achar a Pressão

P 1 V 1 T 1 = P 2   V 2 T 2

250 ⋅ 10 3 ⋅ 23,3 280 = P 2 ⋅ 23,3 400

250 ⋅ 10 3 ⋅   400 280 = P 2

357142   P a = P 2

P 2 ≅ 357,1 k P a

Resposta

V = 23,3 m 3     ( c o n s t a n t e )  

P 2 ≅ 357,1 k P a

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13–22C Considere um tanque rígido contendo uma mistura de dois gases ideais. Em um dado momento, uma válvula é aberta, e parte do gás escapa. Como resultado, a pressão do tanque cai. A pressão parcial
13 – 26 C A pressão de uma mistura de gases ideais é igual à soma das pressões parciais de cada gás individual da mistura. Essa declaração está correta? Caso contrário, como você corrigiria isso?
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13 – 27 C Explique como uma mistura de gases ideais pode ser tratada como uma substância pseudopura usando a regra de Kay.