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Enunciado

Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 16.Problemas - Ex. 12

A qual temperatura se dissociará 0,2 % do nitrogênio a (a) 1   k P a e (b) 10   k P a ?

Passo 1

Olá!! Tudo bem por aí? Nesse problema precisamos determinar a temperatura na qual 0,2 % do nitrogênio diatômico se dissocia no nitrogênio monatômico para diferentes pressões.

Devemos levar em conta que:

1. A composição de equilíbrio consiste em N 2 e N .

2. Os constituintes da mistura são gases ideais.

Passo 2

(a) Precisamos ter mente as reações estequiométricas e reais, as quais são:

N 2 ⇌ 2 N , (onde ν N 2 = 1   e   ν N = 2 )

Então, para 0,2 % que se dissocia, temos:

N 2 ⇌ 0,998 N 2 + 0,004 N

Agora podemos determinar a constante de equilíbrio K p e em seguida a temperatura de dissociação (com auxílio da Tabela A-28).

Constante de equilíbrio K p :

K p = N N v N N N 2 v N 2 P N t o t a l v N - v N 2 = 0,004 2 0,998 1 / 101,325 0,998 + 0,004   2 - 1 = 1,579 × 10 - 7

Temperatura de dissociação:

Temos que,

l n K p = - 15,66

Logo, de acordo com a Tabela A-28,

T = 3628   K

Passo 3

(b) Agora para 10   k P a :

Constante de equilíbrio K p :

K p = N N v N N N 2 v N 2 P N t o t a l v N - v N 2 = 0,004 2 0,998 1 0 / 101,325 0,998 + 0,004   2 - 1 = 1,579 × 10 - 6

Temperatura de dissociação:

Temos que,

l n K p = - 1 3 , 3 6

Logo, de acordo com a Tabela A-28,

T = 3 909   K

Resposta

(a) T = 3628   K

(b) T = 3909   K

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