Termodinamica Quimica - Resolucao Manuscrita de Exercicios sobre Armazenamento de Benzeno e Propano

Atividade Termodinâmica química Valor 10 ponto Data da entrega 23092023 A solução dos exercícios propostos abaixo deve ser feita de forma manuscrita e detalhada 1 Uma esfera de açocarbono com 3 m³ de volume foi projetada para armazenamento de benzeno Essa esfera é dotada de um trocador de calor para manter a temperatura de armazenagem Calcule a massa de benzeno armazenado na esfera se a temperatura for de 420C e pressão de 50 bar Resposta 2471 kg 2 Um tanque de açoinoxidável com volume de 100 litros foi projetado para armazenar propano líquido Se a temperatura de armazenagem for 73C e a pressão de 70 bar qual a massa de propano em kg armazenado no tanque Utilize a equação de Peng Robinson Resposta 6687 kg 3 Considere a equação de estado abaixo P RT Vb a VV b Obtenha a variação de entropia entre dois estados por essa equação de estado Os parâmetros a e b são constantes e independentes da temperatura pressão e volume Resposta 𝐒 𝐑 𝐥𝐧 𝐑𝐓𝟐 𝐏𝟐 𝐛 𝐥𝐧 𝐑𝐓𝟏 𝐏𝟏 𝐛 𝐜𝐯𝐥𝐧 𝐓𝟐 𝐓𝟏 Temos que para P50 bar e T42027315 k69315 k o benzeno está completamente em forma de vapor já que Pcítico e Tcítico para o benzeno são respectivamente 489 bar e 562 K menores que P e T Sendo assim pela Equação de Van der Waals P am²v²V mb mRT sendo P 50 bar V 3m³ 3103 L T 69315 k Dados do problema a 1824 L² barmol² b 01193 Lmol Parâmetros de Van der Waals para o benzeno wikipedia R0083 Lbarmolk m o número de mols Empregando o Wolfram temos o valor de m 3236 mols resultando em m 3236 mol 7811103 kgmol 25283 kg Massa Molar benzeno Pcítico do propano 426 bar Como P 70 bar Pcítico temos que o propano está completamente em forma de vapor Para equação de PengRobinson P RTVmb am²V² 2Vbm b²m² sendo P 70 bar V100 L T 27315 73K 20015 k Dados do problema a 045724αRc²TcPc b 00777961RTcPc Parâmetros da equação Tc 3695 k Pc426 bar Constantes do propano α 1037464 154226w 026992w²1 TTc² w0153 fator acêntrico do propano R0083 Lbarmolk Calculando α α 134453 Com o valor de α calculando a a 1357345 Calculando b b 0056 Com todos esses parâmetros usando o Wolfram para calcular m através da equação de PengRobinson temos m178558 mols resultando em m 178558 mol 44097103 kgmol 787387 kg Massa molar propano 3 P RTVb aVVb Q ΔEint W 1º lei da Termodinâmica PAchar ΔS ΔS 1² dQT 1² dEintT 1² dwT Como dw pdv e dEint m Cv dT m1 ΔS 1² pdvT 1² Cv dTT 1² RTVb aVVb dvT 1² Cv dTT ΔS alnV2bV2 bRT lnV2b bT alnV1bV1 bRT lnV1b bT 1² dwT Cv lnT2T1 1² dEintT Reorganizando 12 dwT em função de P sabendo que P RTVb aVVb 12 dwT RlnRT2P2 b lnRT1P1 b Δs 12 dwT 12 dEintT RlnRT2P2 b lnRT1P1 b CV lnT2T1