Lista de Exercícios II - [Com Gabarito] Desvios da Idealidade e Fases Condensadas

Prévia do material em texto

Curso: Engenharia Química Disciplina: Físico-Química I 
Profª.: Viviana Rocha
Estudante:__________________________________________________ 
 
Desvios da Idealidade e Fases condensadas
1. Calcular a pressão de 2,00 mol de clorobenzeno que ocupam um volume de 10,00 L a 25,0°C. 
a) Utilizando a equação dos gases ideais; (R:4,88 atm) 
b) Utilizando a equação de Van der Walls, sendo a = 25,43 atm.L2/mol2 e b = 0,1453 L/mol; (R:4,01 atm) 
c) Em ambos casos, calcule o fator de compressibilidade e tire as possíveis conclusões.( Z=1 e Z= 0,82)
2. Um recipiente contém 0,500g de O2 a 27,0°C e 8,0 atm. Por um orifício ocorreu um escoamento, tendo a pressão diminuída para 3,0 atm e a temperatura para 7,0°C. 
a) Qual o volume do recipiente? (R: 0,048 L) b) Quantos gramas de O2 escaparam? (0,31g)
3. A pressão de vapor do metanol é conhecida nas temperaturas apresentadas na tabela abaixo. Considerando a equação de Clausius –Clapeyron, avalie os parâmetros da equação para o metanol e estime a pressão de vapor para a temperatura de 600 K.
Qvap = 37,36 kJ/mol p∞= 6,1x107 kPa p=804,3kPa
4. Determine as constantes da equação de Clapeyron para a água a partir dos dados fornecidos na tabela abaixo:
Qvap = 43,528 kJ/mol p∞= 1,35x108 kPa p=804,3kPa
5. A densidade do vapor de água a 1,0 bar e 383 K é 567,8 g/m3. (a) Determine o volume molar do vapor de água e o fator de compressibilidade, Z, a partir destes dados. (b) Calcule Z pela equação de Van der Waals com a = 5,464 L2. atm/ mol2 e b = 0,0305 L/mol. (R: 31,72 L/mol, 0,9963 e 0,9954)
6. Sabendo as constantes críticas da água, descreva sucintamente o que ocorre quando temos água inicialmente a uma pressão elevada e ocorre diminuição desta pressão nos seguintes casos: Esta questão é teórica para fazê-la deve-se construir um gráfico PVT, levando em consideração o equilíbrio de fases. Explicando o comportamento da água nas duas temperaturas.
a) Temperatura constante de 80°C 
b) Temperatura constante de 400°C. Sugestão: construa um gráfico PVT para descrever melhor o processo.
7. A densidade do vapor de água a 327,6 atm e 776,4K é 133,2g/dm3. 
a) Determinar o volume molar do vapor de água e o fator de compressibilidade, Z, a partir destes dados; Vm(equação do gás ideal)= 0,1943 L/mol, Vmreal(considerando a densidade)=0,1351 L/mol, Z= 0,695
b) Calcular Z pela equação de Van der Waals e volume molar, com a = 5,536 l2 atm mol-2 e b = 0,0305 l/mol. Use a seguinte equação:
 Vm= 0,12L/mol Z= 0,88
8. As coordenadas críticas do metano são Pc = 45,6 atm, Vc = 98,7 cm3/mol e Tc = 190,6K.
a) Calcular as constantes de Wan der Waals para o gás; a= 2,26 L2.atm.mol-2 b=0,0428 L/mol
b) Dados p = 40 atm e T = 256,8K, ache o volume molar utilizando a equação de Van der Waals e encontre o fator de compressibilidade desse gás. Vm= 0,54 L/mol Z= 1,025
c) Em que condições o metano (do item anterior) terá o mesmo comportamento que o vapor de água (Pc= 218,3 atm , Tc= 647,4K )? A água deverá ter pressão 192,1atm de e temperatura de 874 K para ter comportamento semelhante ao do metano.
9. Calcule o volume ocupado por um mol de oxigênio a -57 ºC e 100 atm:
a) Considerando comportamento ideal. Vm= 0,177243 L/mol
b) Utilizando a equação de Van der Waals. Vm= 0,192732L/mol
c) No oxigênio a -57ºC e 100atm prevalecem forças atrativas ou repulsivas. Justifique.Z= 1,09
d) Qual é o significado físico das constantes a e b de Van der Waals?
 
Dados: a = 1,36 L2 atm/mol2, b = 0,063 L/mol, Tc = 154,4 K, Pc = 49,7 atm.
10. Estime as coordenadas críticas de um gás que tem as seguintes constantes de Van der Waals: a = 1,32 L2.atm.mol-2 e b = 4,36 x 10-2 L.mol-1. (R: Vc = 0,131Lmol-1, pc = 25,7 atm e Tc = 109 K)
_1234336504.unknown