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Enunciado

Termodinâmica - Moran e Shapiro - Princípios de Termodinâmica para Engenharia- Ed: 7º - Capítulo 12.Problemas - Ex. 7

O Volume de um vaso rígido é 3 m 3 inicialmente contém uma mistura de N 2   e   O 2 em um pré-furo, temperatura e análise molar repetidos. pode fluir até que a pressão atinja um valor especificado: Se a temperatura final para 21 ∘ C , determine a massa de cada componente presente.

Passo 1

Premissas: (1) A mistura geral atua como um gás ideal. (2) Cada componente da mistura se comporta como se fosse um gás ideal ocupando todo o volume na temperatura de mistura.

ANÁLISE: Usando a equação de estado do gás ideal,   V = n R ‾ T P . Uma vez que o volume total é constante: V 1 = V 2

n 1 R _ T 1 P 1 = n 2 R _ T 2 P 2 (1)

onde 1 denota o número total inicial de mols presentes, temperatura e coceira, e 2 denota o número total final de mols presentes, temperatura e pressão. De Eq.l

n 2 = T 1 T 2 R 2 P 1 n 1 (2)

Inicialmente

n 1 = p 1 V R _ T 1 = 105 N / m 2 3 m 3 8314 N ⋅ m R = 01 ⋅ K ( 294 k ) = 0.1227 k m o l m 1 x

Passo 2

As quantidades de N2 e O2 presentes inicialmente e finalmente são

n 0 2 = y 0 2 n 1 = ( 0.21 ) ( 0.1227 ) = 0.0258 k m o l O 2

n N 2 = y N 2 n 1 = ( 0.79 ) ( 0.1227 ) = 0.0969 k m o l N 2

E com E9 (2) a quantidade total se a mistura finalmente

n 2 = 294 K 300 K 2 b a r 1   b a r   ( 0.1227 k m a l ) = 0.2405 k m o l (   h u i x )

Então, uma vez que n 2 = n 0 2 + n N 2 ⏟ n 1 + n H e   ,

n Δ e = 0.2405 - 0.0258 - 0.096 ⏟ n 1 9 = 0.1178   k m o ( l t e )

m O 2 = ( 32 ) ( 0.0258 ) = 0.8256 k g 0 2

m N 1 = ( 28.01 ) ( 0.0969 ) = 2 ⋅ 7142 k g N 2

m H e = ( 4.003 ) ( 0.1178 ) = 0.4716 k g ( H e   )

Resposta

m O 2 = ( 32 ) ( 0.0258 ) = 0.8256 k g 0 2

m N 1 = ( 28.01 ) ( 0.0969 ) = 2 ⋅ 7142 k g N 2

m H e = ( 4.003 ) ( 0.1178 ) = 0.4716 k g ( H e   )

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