Enunciado

A variação de volume na mistura ( c m 3   m o l - 1 ) para o sistema etanol(1)/éter metil-butílico(2), a 25 ∘ C , é dada pela equação:

Δ V = x 1 x 2 - 1,026 + 0,220 x 1 - x 2

Com V 1 = 58,63 e V 2 = 118,46   c m 3   m o l - 1 fornecidos, qual o volume da mistura formada quando 750 c m 3 da espécie 1 pura são misturados c o m 1.500   c m 3 da espécie 2 a 25 ∘ C

Passo 1

CONHECIDO: Dois casos envolvendo a modificação de O2 e H2 são especificados.

ENCONTRAR: Para cada caso, determina a temperatura da luz.

Esquemas de dados fornecidos

Premissas: (1) Para o caso (a), um sistema fechado consistindo em O2 e N2 é o sistema. Para o caso (b), um volume de controle em estado estacionário é o sistema.

Passo 2

(2) Para cada sistema, Q = 0 , ω = 0 não há efeitos cinéticos / potentes sigilosos. (3) Cada gás e a mistura geral se comportam como um gás ideal. Aplica-se o modelo de mistura de Dalton. (4) Calores específicos constantes apropriados são empregados.

ANÁLISE: (a) Um equilíbrio de energia reduz para ler

Δ v = Q 0 - w 0 ,   o u   Δ v = 0 .

Isso é [ n Δ u _ ] O 2 + [ n Δ u _ ] H 2 = 0 (1)

n C V M T f - T i 0 2 + n c ν M [ T f - T i ) H 2 = 0

( 0.6 ) ( 0.681 × 32 ) [ 7 - 500 ] + ( 0.4 ) ( 10.352 × 2.06 ) T f - 300 = 0

T f = 422 k

um equilíbrio da taxa de energia reduz para ler

O = Q ˙ c V V - y ˙ c r ∘ + n ˙ O 2 h _ O 2 T 1 +   n ˙ H 2 h _ H 2 T 2 - n ˙ O 2 h _ O 2 T 3 + r ˙ H 2 h H 2 τ 3

ou

0 = n ˙ O 2 h _ O 2 T 1 - h _ O 2 T 3 + n ˙ H 2 h _ H + 2 T 2 - h _ H 2 T 3 (2)

Então, com cp para cada forma de gás - Tabela A-20 a 400k, obtemos

0 = n ˙ O 2 c p M 0 2 T 1 - T 3   + n ˙ H 2 C p M H 2 T 2 - T 3

0 = ( 0.6 ) ( 0.941 × 32 ) 500 - T 3 +   ( 0.4 ) ( 14.476 ) ( 2.016 ) 300 - T 3

T f = 422 k

Resposta

T f = 422 k

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