Exercícios Resolvidos Termodinâmica - Misturas, Equilíbrio Líquido-Vapor e Fugacidade

1 Considere uma mistura contendo 75 de etanol e o restante de acetona na fase vapor a 70C Determine pressão do sistema e a composição na fase líquida Considere que a fase vapor tem comportamento de gás ideal e a fase líquida é uma solução de Lewis 2 Considere as propriedades termodinâmicas dos compostos A B e C mostradas na tabela abaixo a 25C Determine a pressão do sistema e as composições na fase vapor 3 Considere uma mistura que entra num tanque de separação contendo uma mistura equimolar de etanol e ácido acético a 1 bar e 80C Considere que a fase vapor tem comportamento de gás ideal e a fase líquida é uma solução de Lewis Sabendo que 40 da corrente de entrada vai para a fase vapor determine a as composições das fases líquido e vapor b Esboce diagrama de fases Composição X Pressão deste sistema 4 Considere uma mistura contendo 10 molar de CO2 10 molar de H2S e 80 de CH4 a 100 bar e 40C calcule o coeficiente de fugacidade e determine que forças atrativas se houver prevalece PÚBLICA 1 T70C yc075 yA025 buscando as equações de antouani de etanol e acetona no livro do Van ness introdução à termodinamica da engenharia química etanol ln Pa sat 168958 379517T 230918 ln Pa sat 42838 Pe sat 725174 kpa Acetona ln Pa sat 143145 275622T 22806 ln Pa sat 50673 Pa sat 1587454 kpa P 1ΣyiPi sat P 839124 Kpa Xi yiPPi sat Xe 08679 XA 01321 2 yiΦiV P γi xi Pi satΦi sat POYi POY l 1 P Σi13 γi xi Pi sat Φi satΦi como Φi sat cte sai do somatorio P 11 Σ γi xi Pi satΦi P17495 bar 3 Zi05 φ04 considerando uma base de calculo de F1mols V04 mols e L06 mols y1φφ x ziφ y 0604 x 0504 y 32 x 54 Utilizando a equação de antuando calculamos a pressão de saturação das substâncias a 80C Pe sat 1890644 kPa PA sat 37899 kPa KA PA sat P 37899 100 037899 yA 037899 XA 037899 XA 32 Xp 54 XA 06652 Xe 03348 yA K XA 02521 ye 1 yA 07479 4ª Dados Pegos no livro do Van nesse CO2 1 w 0224 Tc 3042K Pc 7383 bar Zc 0274 Vc 94 cm3mol H2S 2 w 0094 Tc 3735K Pc 8963 bar Zc 0284 Vc 985 cm3mol CH4 3 w 0012 Tc 1906K Pc 4599 bar Zc 0286 Vc 986 cm3mol Cálculo de B B 0083 0422 Tr16 B1 031987 B2 047647 B3 010768 Cálculo de B¹ B¹ 0139 0172 Tr42 B1¹ 001328 B2¹ 022157 B3¹ 011763 Cálculo dos parâmetros interativos Bii RTci Bi wi Bi¹ Pci B11 1105936 cm3mol B22 1722914 cm3mol B33 375890 cm3mol Cálculo de dados de Mistura TCM ³Tc1 Tc2 Tc3 27873K ZCM ZC1 ZC2 ZC3 3 02813 VCM Vc113 Vc213 Vc3133 3 CM 9702 cm3 mol1 PCM ZCM R TCM VCM 6719 bar WM w1 w2 w3 3 011 Cálculo do BM BM¹ e BM BM 026727 BM¹ 003353 BM 909085 cm3 mol Cálculo do δ δ 2B B11 B22 B33 δ 634791 Cálculo do Φi ln Φi P RT B 12 01 5092 08 505 ln Φ 0317477 Φ 072798 dado Φ 1 os forças atrativas dominam o comportamento do sistema principalmente por causa do H2S e CO2