Lista sobre Gases Reais e Redes Termodinâmicas com Gabarito

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Lista sobre Gases Reais e Rede Termodinâmica 
 
1) Determine o volume molar de um gás ideal a 20°C e 1 bar. E se este gás fosse não ideal. 
Utilize equação de van der Waals e considere o gás como metano. Agora utilize a 
correlação de Lee Kesler. R: GI: 0,02436 m3/mol, vdW: 0,02431 m3/mol 
 
2) Qual a pressão exercida por 74,8g de etano em um recipiente de 200cm3 a 37,5°C 
aplicando: 
a) Lei dos gases ideais; R: 321 bar 
b) Equação de van der Waals; R: 826 bar 
c) Equação de Redlich-Kwong; R: 176 bar 
d) Equação de Virial. R: 102 bar 
 
3) Estime o volume específico em cm3/g para CO2 a 310 K e a) 8 bar e b) 75 bar pela equação 
de Peng Robinson e pela lei dos gases ideais e compare com o valor experimental de 
70,58 e 3,90, respectivamente. R: a) GI: 73,21 cm3/g PR: 70,29 cm3/g, b) GI: 7,81 cm3/g 
PR: 3,78 cm3/g 
 
4) (3.13 SVN) Na aplicação de fertilizante a base de amônia liquida o cálculo da quantidade 
de NH3 é baseado no tempo envolvido, além das libras de amônia injetada no solo. Após 
o liquido ter sido espalhado ainda reata amônia no tanque de armazenamento (120 ft3) 
porem, na forma gasosa. Você pesou antes e depois o tanque e acredita que ainda haja 
125 lb de amônia no tanque, que está a 292 psig. Como o tanque está exposto ao sol, sua 
temperatura é de 125oF. Seu chefe afirma que como o volume especifico do gás é de 1,2 
ft3/lb, existam 100 lb de amônia no tanque. Quem está certo? Use as correlações 
generalizadas e compare com o resultado obtido utilizando a lei dos gases ideais. R: GI: 
132 lb 
 
5) (5.2.12 Terron) Dimensione um reservatório cilíndrico em diâmetro de 3 m (calcular a 
altura do reservatório) para conter 1000 kg de n- butano a 67°C no estado de vapor 
saturado. Utilize: 
a) lei dos gases ideais; R: 9,75 m 
b) correlações generalizadas; 
c) equação de estado de van der Waals. R: 8,73 m 
 
6) Prove, através da rede termodinâmica, que, para um gás ideal, a energia interna é função 
somente de temperatura. 
 
7) Mostre, através da rede termodinâmica, que, para um gás ideal, 
Cp = Cv + R 
 
8) Trabalhando como engenheiro químico, você precisa projetar um aquecedor para pré-
aquecer um gás que flui para um reator químico. A temperatura de entrada é 27°C e a 
pressão de entrada é 50 bar. Você deseja aquecer o gás até 327°C e 50 bar. Há uma 
equação de estado para o gás: 
 
v = 
aT2
√P
, com a = 0,75. 10−6
m3Pa1/2
molK2
 
 
e dados de capacidade calorífica de gás ideal: 
 
Cp
R
= 3,02 + 2,57. 10−3T, com T em K 
 
Determine, o mais precisamente possível, quanto calor é necessário fornecer ao sistema 
para que esse processo aconteça adequadamente 
 
9) Você, como engenheiro químico de uma empresa, desenvolveu um novo processo de 
refrigeração. Esse processo utiliza um gás secreto, para o qual as propriedades 
termodinâmicas não são bem conhecidas. Você é encarregado de obter a entropia nas 
condições da tabela abaixo, sendo que, para vapor superaquecido desse gás, as seguintes 
propriedades já foram medidas experimentalmente. 
 
 P 10 bar P 12 bar 
T (°C) v (m3/kg) s (kJ/(kg.k)) v (m3/kg) s (kJ/(kg.k)) 
80 0,16270 5,4960 0,13387 ? 
100 0,17389 0,14347