Enunciado

Um tanque rígido contém 5   k g de etileno a 3   M P a e 30 ° C . O tanque é resfriado até que o etileno atinja o estado de saturação. Qual é a temperatura final deste processo?

Passo 1

Se ajeita aí e vem resolver essa questão comigo!

Começamos o nosso problema expondo os dados a respeito do etileno que temos:

m = 5   k g

p 1 = 3   M P a

T 1 = 30 ° C = 303   K

x 2 = 1,0

Pela Tabela A.2, obtemos:

T c = 282,4   K

p c = 5,04   M P a

Passo 2

Agora vamos calcular p r 1 e T r 1 para acharmos o fator de compressibilidade 1:

Calculando p r 1 :

p r 1 = p 1 p c = 3 5,04 = 0,595

Calculando T r 1 :

T r 1 = T 1 T c = 303 282,4 = 1,07

Pela Fig. D.1, obtemos:

Z 1 = 0,82

Passo 3

Temos que:

p r 2 Z 2 T r 2 = p r 1 Z 1 T r 1

Então:

p r 2 Z g 2 T r 2 = 0,959 0,82 ⋅ 1,07

p r 2 = 0,678 ⋅ Z g 2 ⋅ T r 2

Agora, por tentativa e erro substituiremos T r 2 e Z g 2 considerando vapor saturado e obteremos:

T r 2 = 0,865

Z g 2 = 0,72

p r 2 = 0,42

Conferindo:

p r 2 = 0,678 ⋅ 0,72 ⋅ 0,865

p r 2 = 0,422

O K

Passo 4

O problema nos pede a temperatura final deste processo, vamos calculá-la!

T r 2 = T 2 T c

0,865 = T 2 282,4

T 2 = 244,3   K

E aí, o que achou?

Pensou que ia ser mais difícil né?

Até a próxima!

Resposta

T 2 = 244,3   K

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