Exercícios Resolvidos Densidade de Gases Equacoes do Gas Ideal Redlich-Kwong e Peng-Robinson

1 Calcule a densidade do eteno à pressão de 100 atm e temperatura de 300ºC usando a equação de gás ideal e a equação de RedlichKwong Verifique a diferença entre os resultados Dados Temperatura crítica 2824 K Pressão crítica 497 atm Peso molecular do eteno 28 gmol 2 O gás natural é composto principalmente de metano e é utilizado na produção de energia térmica e como combustível veicular Os gasodutos que transportam o metano para as postos de gasolina operam a 25ºC e 250 atm Calcule a densidade do metano nesta condição Nos cálculos de volume molar do metano admita que a retenção se complete Como gás real use a equação de PengRobinson Dados R 0082 Latmmol¹K¹ Temperatura crítica 2155 K Pressão crítica 458 atm Fator acêntrico 001 Peso molecular do metano 160 gmol 3 Uma indústria possui um reator para a produção de ciclohexano através da reação de hidrogenização do benzeno C6H6 3 H2 C6H12 O benzeno e o hidrogênio são produzidos pela própria indústria porém em unidades diferentes O benzeno é produzido continuamente porém a produção de hidrogênio sofre paradas constantes Para que o processo de produção de ciclohexano não pare a indústria deve manter uma reserva de hidrogênio capaz de fornecer o equivalente a dois dias de hidrogenio para a planta de ciclohexano Sabendo que a produção diária de ciclohexano é de 10 toneladas e o hidrogênio deve ser armazenado a 30ºC e 100 atm calcule o volume do tanque de armazenagem de hidrogênio considerando que todo o H2 armazenado está na forma de gás Utilize a equação de RedlichKwong para calcular o volume molar do hidrogênio Dados R 0082 Latmmol¹K¹ Temperatura crítica 332 K Pressão crítica 130 atm Peso molecular do hidrogênio 20 gmol 4 Um reservatório deverá conter 100 kg de butano pressurizado a 10 atm e temperatura ambiente 25ºC Nestes condições 95 do butano estará na fase líquida e 5 estará na fase gás percentagem em massa Calcule o volume do reservatório Dados Utilize a equação do virial para cálculo do volume molar do gás B 265 10¹ m³mol C 3025 10³ m⁶mol Volume molar da fase líquida 0114 Lmol 5 Calcule o volume molar e a densidade da fase vapor do propano usando a equação de RedlichKwong a 25 atm e 340 K 6 Um cilindro de nitrogênio tem uma capacidade para comportar 01 m³ de gás Em um cilindro cheio o nitrogênio tem um volume molar igual a 016 Lmol Após 5 dias de uso constatouse que o volume molar do nitrogênio subiu para 040 Lmol O cilindro é armazenado à temperatura constante de 298 K e o cilindro contém nitrogênio somente na fase gás Calcule a a pressão inicial do cilindro cheio b a pressão após 5 dias de uso c a massa inicial de nitrogênio no cilindro cheioa d a massa de nitrogênio que foi utilizada durante os 5 dias Use a equação de RedlichKwong 7 Considere o ar como um gás ideal a 300 K e 12 m³kg Utilizando a diferencial determine a variação da pressão correspondente a um aumento de a 1 na temperatura a um volume específico constante b 1 no volume específico a uma temperatura constante e c 1 na temperatura e no volume específico Dados R 0287 kJkg¹K 8 Considere um gás ideal a 400 K e 100 kPa Como resultado de alguma perturbação as condições do gás são alteradas para 404 K e 96 kPa Calcule a alteração no volume específico do gás utilizando a a diferencial e considerando b a relação de gás ideal para cada estado Dados R 0287 kJkg¹K 9 Obtenha a derivada dTdP para um gás que obedeça a equação de estado de van der Waals 10 Utilizando as relações de Maxwell determine a relação dSdVT para um gás ideal 11 Utilizando as relações de Maxwell determine a relação dSdVP para um gás de Van der Waals Gabarito 1 dH 596 gL dK 622 gL EK 42 2 d 21316 gL 3 V 1886 m3 4 V 3851 L 5 v 0728 L moli e d 577 gL 6 a P 1535 atm b P 603 atm c m 175 kg d m 105 kg 7 a dP 07175 kPa b dP 07175 kPa c dP 0 8 a v 00598 m³kg e b v 00598 m³kg 9 dTdPv v bR 10 dSdVT RV 11 dSdVP RV b