Termodinamica relatorio gás

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CENTRO UNIVERSITÁRIO UNIRUY/ ÁREA 1
GRADUAÇÃO ENGENHARIA QUÍMICA / AMBIETAL E SANITÁRIA
LABORATÓRIO DE TERMODINÂMICA
ESTUDO DAS EQUAÇÕES DE ESTADO PARA SUBSTÂNCIAS PURAS
Caio Cardoso
Joana Santos
Nicolas Lopes 
Rhaissa Matias 
Salvador
Abril de 2021
Caio Cardoso
Joana Santos
Nicolas Lopes 
Rhaissa Matias 
ESTUDO DAS EQUAÇÕES DE ESTADO PARA SUBSTÂNCIAS PURAS
Relatório final, apresentado a Faculdade Uniruy/Área 1, como parte das exigências da disciplina de Termodinâmica Aplicada para obtenção de nota da AP1.
Salvador
Abril de 2021
SUMÁRIO
1. RESUMO................................................................................................................3
2. INTRODUÇÃO	4
3. FUNDAMENTAÇÃO TEORICA	4
4. CARACTERIZAÇÃO DA BACIA	5
5. CLIMA	5
6. ASPECTOS BIÓTICOS	5
7. SÓCIO-ECONOMIA	8/9
8. ESTUDO DA PRECIPITAÇÃO	9
9. CONCLUSÃO	17
10. REFERÊNCIAS	13/14
1.0 RESUMO DO RELATÓRIO
Apresenta um pequeno resumo do relatório destacando a proposta do artigo juntamente com o objetivo, justificativa e a metodologia para a obtenção da equação e finalizar com pequeno comentário sobre os resultados encontrados.
Para que possamos entender melhor a termodinâmica é preciso nos aprofundar em seus conhecimentos, e com esse objetivo este presente relatório tem como objetivo abordar um pouco sobre as equações de estado e de forma elas são aplicadas para que possamos compreender o comportamento de uma gás real. Sendo a equação do Viril uma das fundamentais desse relatório, pois é através dela que compreendermos o comportamento e faremos uma correlação com um gás ideal. 
2.0 INTRODUÇÃO
Desenvolver a introdução a partir a proposta do dado de escolha e apresentar os conceitos, aplicações e vantagens da obtenção de um modelo empírico obtido por análise de séries temporais para fazer predições da variável de interesse.
Apresente objetivo, justificativa do seu relatório.
Falar do gás etileno;
Fazer a relação do gás ideal;
Fala sobre as equações de estado; 
 Dentro do contexto da Termodinâmica, sabemos que o estado gasoso ocorre quando há uma elevada energia cinética entre as partículas de determinadas substâncias, como elas estão livres unas das outras, também apresentam grande velocidade. Um gás ideal é um gás hipotético, em que as moléculas que o constituem estão suficientemente afastadas entre si de modo que não há interações intermoleculares, ocorrendo choques perfeitamente elásticos, sem perda de momento linear nem de energia cinética (Lima, L.S., 2015). 
A lei dos gases ideais é expressa matematicamente, uma determinada quantidade de gás fica totalmente definida pelo seu volume, pressão e temperatura. A equação do estado ideais dos gases relaciona estas variáveis entre si e é representada por:
 
𝑃×𝑣=𝑛×𝑅×𝑇
𝑃: pressão final
𝑣: volume final 
 𝑛: número de mols do gás
𝑅: constante universal dos gases ideias 
𝑇: temperatura medida em Kelvin(K) Fig. 01 – Comportamento gás ideal. Fonte: Khan Academy (2016).
Além dessas característica o gás ideal também pode sofrer transformações como a isovolumétricas o seu volume é constante, isobáricas que é quando a sua pressão é constante, isotérmica quando a sua temperatura é constante e adiabática, quando não há troca de calor entre o gás e o meio externo. Através dessas transformações é possível entender o comportamento do gás propriamente dito e também dos componentes que compõem a equação. Uma substância química pura tem como definição que, sua composição química é invariável e homogênea, podendo existir em mais de uma fase, sendo a mesma composição em todas as fases. O petróleo é constituído por hidrocarbonetos que são compostos químicos orgânicos, onde seu estado físico varia de acordo com a porcentagem de moléculas, caso possua maior porcentagem de moléculas pequenas, seu estado é gasoso, possuindo mais porcentagem de moléculas maiores, seu estado físico será líquido em condições normais de temperatura e pressão. A destilação atmosférica fracionada é um das operações unitárias do refino e está presente em todas as refinarias do mundo, que tem como objetivo extrai os produtos e subprodutos do petróleo. A conversão é um processo de natureza química e têm por objetivo modificar a estrutura e composição molecular atribuindo mais valor econômico a esta fração, através da quebra, reagrupamento ou reestruturação molecular, os principais produtos petroquímicos extraídos do petróleo e do gás natural são, acetileno, benzeno, etileno ou (eteno) e entre outros, possuem grande importância nas indústrias e alto valor comercial agregado. Junto com esses conhecimentos e os que foram adquirido no decorrer da disciplina, o presente relatório tem como enfoque observar o comportamento do volume molar entre um gás real, o etileno e um gás ideal, além de correlacionar o fator de compressibilidade entre eles através de algumas equações e estudos específicos que serão abordados ao logo do relatório. Mediante a esses estudos direcionados e vinculados as aulas, viabilizou maior entendimento e fixação da disciplina em questão, além influenciar a busca por matérias didáticos diferentes, com o objetivo de aprofundar os conhecimentos em Termodinâmica. 
FUNDAMENTAÇÃO TÉORICA 
O refino do petróleo consiste no processo de separações de insumos, se dividindo em três categorias, na categoria Intermediários de Industria Química estão: etano, etileno e etc., fazendo parte da primeira geração do setor petroquímico. Através do carreamento é possível fazer a obtenção do etileno ou (eteno), sendo um gás inflamável. O Etileno é utilizado como exemplo no presente relatório, é originalmente produzido través do nafta e se encontra na forma de um gás incolor, com odor etéreo e levemente adocicado, com sua formula molecular e sendo o composto químico de maior utilização no setor químico industrial. Classificado como o hidrocarboneto alceno é o mais simples da família das olefinas sendo a principal matéria prima para os polietilenos e outros produtos de segunda geração como as resinas termoplásticas. A imagem a seguir ilustra as etapas das indústrias petroquímicas e suas gerações, para melhor entendimento. 
Fig. 02 – Industria Petroquímica. Fonte: Braskem (2018).
Outras características do etileno além de um hidrocarboneto alceno são, que possuem cadeia aberta e insaturada, ligação dupla, são insolúveis em moléculas polares e apresenta menor densidade que a água. Considerando as informações disponíveis no presente relatório é possível ter maior entendimento sobre o comportamento do etileno, possuindo instabilidade nas suas ligações por serem insaturadas, torna esse elemento mais reativo. Uma maneira de entender e comprovar a lei dos gases ideias é compara o Vm (volume molar) do gás real, que no caso é o etileno com, Vm g do gás ideal nas mesma condições de pressão e temperatura, encontrando a razão dos dois volumes, onde assim obteremos o coeficiente compressibilidade .
Considerando as relações entre Vm, e através dos dados obtidos na questão de estudo direcionado pela docente, é possível usar a equação do virial com objetivo de descrever a não idealidade do gás etileno. Dentro do contexto da termodinâmica, existem algumas equações que nos possibilitam entender e visualizar melhor o comportamento de gases de modo geral, as equações de estado descrevem o comportamento ou estado da matéria de um gás, sobe o efeito de um conjunto de condições físicas. A correlação de Pitzer, no presente relatório está ligada a compreensão do comportamento das forças intermoleculares, para o estudo e comportamentos dos gases. Dado a complexidade já referenciada no relatório, foi necessário o uso de algumas equações de estado e principalmente as cúbicas, onde as que se destacam são, Redlich/Kwong, Soave/Redlich/Kwong e Peng/Robinson, sendo usadas de forma generalizada onde, foram desenvolvidas a partir da equação do tipo virial. 
OBJETIVO: Dessa forma, o objetivodeste trabalho foi de analisar as propriedades de um gás ideal a partir do Etileno, pelas equações do Virial, correlação de Pitzer, Redlich/Kwong, Soave/Redlich/Kwong e Peng/Robinson. 
3.0 METODOLOGIA
Apresentar as variáveis de estudo, o software utilizado e o método empregado para obtenção do modelo. Ressaltar a validação e confiabilidade do modelo do ponto de vista estatístico.
As equações utilizadas para desenvolver os cálculos propostos no trabalho estes devem estar presentes neste item.
Apresenta a metodologia de forma detalhadas.
Obedecendo as normas da ABNT.
Para a resolução dos cálculos e obtenção dos resultados, foram utilizados: Excel, Hysys e Matlab. Softwares recomendados e de grande confiabilidade para o presente trabalho.
Os dados adquiridos foram resultantes dos calculos de Z e V para o Etileno a 25ºC e 12 bar com as seguintes equações:
· Equação do tipo virial truncada: 𝑓(𝑉_𝑚 )= 1+𝐵/𝑉_𝑚 +𝐶/(𝑉_𝑚 )^2 −(𝑝𝑉𝑚)/𝑅𝑇 
com os seguintes valores experimentais dos coeficientes do tipo virial:
B = - 140 cm3.mol-1;
C = 7200 cm6.mol-2 
Calculados pelo Excel. 
· A equação do tipo virial truncada, com um valor de B obtido com a correlação de Pitzer generalizada: 
Z=1+(BPc/Rc)Pr/Tr ;
BPc/RTc=B°+wB¹ ; 
B°=0,083-(0,422/Tr^1,6) ;
B¹=0,139-(0,172/Tr^4,2);
Calculados pelo Excel. 
· A equação de Redlich/Kwong pela equação generalizada e reduzida;
a= 0,42748(R^2.Tc^2,5/Pc);
f=@(V)(((RT)/(V-b)) - (a/(T^0.5 *(V+b))) – P; 
x0=2065.638; 
s= fzero(f,x0);
Calculalo pelo MATLAB.
· A equação de Soave/Redlich/Kwong; (SRK)
Colocar Equações
· A equação de Peng/Robinson
Colocar Equações
Foram utilizados da constante de gases ideais: R= 83,14cm3.atm.K-1.mol-1; Pressão Critica: Pc= 50,4 bar; Temperatura Critica: Tc= 282,3 K; Fator acêntrico: w= 0,087 para o calculo da equação virial truncada, Pitzer e (...)
FIGURAS
As figuras poderão ser coloridas e deverão ser inseridas no corpo do trabalho, tão próximas quanto possível das citações, no texto, sobre elas. As figuras deverão ser centralizadas, sem exceder o tamanho limitado pelas margens da página.
Cada figura deverá ter um título numerado em algarismos arábicos. Os títulos deverão ser centralizados na parte inferior das mesmas, separados por espaço simples antes e duplo após o texto e digitados como: Figura 1 – Título da figura com ponto final. No texto, elas deverão ser mencionadas, por exemplo, da seguinte forma: “conforme mostra a Figura 1...”.
Figura 1 – Isoterma de adsorção do componente xxx (●) e do componente yyyy (■) em partículas porosas de zzzz a temperatura de 25 ºC.
3. TABELAS
As tabelas deverão ser centralizadas e posicionadas após e próximas às suas respectivas citações no texto, com os títulos centralizados na parte superior das mesmas com espaço duplo antes e simples após o texto e digitados como: Tabela 1 – Título da tabela sem ponto final. As tabelas deverão ser mencionadas no texto, por exemplo, da seguinte forma “...o resultado do planejamento pode ser encontrado na Tabela 1”. As unidades de medida correspondentes a todos os termos deverão ser claramente indicadas, preferencialmente no S.I.
Tabela 1 – Propriedades texturais dos materiais A, B e C 
	Materiais
	SBET (m2/g)
	VP (cm3/g)
	DP (nm)
	A
	80,2
	0,45
	24,0
	B
	65,3
	0,48
	24,6
	C
	38,8 
	0.56
	17,0
4. EQUAÇÕES
As equações deverão ser escritas em itálico, justificados pela margem esquerda, com numeração consecutiva entre parênteses, rente à margem direita e espaço duplo antes e após a equação. Deverão ser escritas usando o editor de equações do Word e inseridas no texto, da seguinte forma: 
		(1)
onde é a variável de saída, é a variável de entrada e é uma função que correlaciona com . Observe que a notação das variáveis no texto é a mesma da equação. Equações com mais de uma linha deverão ser numeradas na última linha, entre parênteses e rente à margem direita.
4.0 RESULTADOS E DISCUSSÕES
Apresentar os resultados. Com as figuras e tabelas explicadas nos tópicos anteriores. 
 
5.0 CONCLUSÕES
REFERÊNCIAS
Toda informação deve ser referência segundo as normas da ABNT.
Texto sem referência é PLÁGIO e, portanto, é crime.
ATENÇÃO: Trabalhos sem referência e com cópia da Internet serão zerados.
As referências bibliográficas deverão ser citadas no texto, através do último sobrenome do autor e do ano de publicação, o qual deverá estar entre parênteses, conforme os exemplos a seguir: “Os trabalhos de Santos et al. (2009) e Souza (2012) mostraram...”, ou “... tem sido mostrado (Santos et al., 2009; Souza, 2012)”. No caso de dois autores, ambos deverão ser citados, exemplo: “... segundo Silva (1995)...” Em caso de três ou mais autores, deverá ser citado o sobrenome do primeiro autor seguido da expressão “et al.”.
Trabalhos publicados no mesmo ano e pelos mesmos autores deverão usar as letras a, b, c, junto ao ano, exemplo: “Os trabalhos de Santos et al. (2005 a, b) mostraram...”.
A lista de referências deverá incluir somente os trabalhos citados no texto, relacionados em ordem alfabética, de acordo com o sobrenome do primeiro autor, iniciando na margem à esquerda, com tabulação de 1 cm a partir da segunda linha e separadas por espaço simples. As referências deverão conter todos os sobrenomes e iniciais dos autores, separados por vírgula. Os títulos dos periódicos deverão aparecer abreviados e em itálico, conforme o exemplo: 
XYZTR S, ABCDEF M, GHIJ D, Título completo do artigo. Chem. Eng. J, v. 10, p. 10-20, 2009.
SOUZA CR, Título do livro. São Paulo: Editora Eeeeee, 2012.
https://rce.casadasciencias.org/rceapp/art/2015/095/ 
http://termo.furg.br/JAA/IIP/Introducao_a_Industria_do_Petroleo.pdf
http://antigo.ppe.ufrj.br/ppe/production/tesis/mtavares.pdf
http://www.etelg.com.br/paginaete/downloads/ensinomedio/qu%C3%ADmica_org%C3%A2nica.pdf
http://oaji.net/articles/2020/6113-1594315851.pdf
 
0
50
100
150
200
250
300
0
20
40
60
80
100
 
 
q (mg/g)
C
eq
 (mg/L)