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La comercialización de gases se realiza generalmente en tubos de aceros, con el gas comprimido a 200 atm. Estos tubos contienen 12 m3 de gas medido...

La comercialización de gases se realiza generalmente en tubos de aceros, con el gas comprimido a 200 atm. Estos tubos contienen 12 m3 de gas medidos en CNPT. Para disminuir al máximo la probabilidad de accidente, la norma de seguridad establece que a los tubos se los debe someter a una prueba hidráulica de por lo menos el doble de la presión de trabajo


a) Determine el volumen “real” de los tubos de gas. Rta: 0,06 m3
b) La temperatura máxima que puede garantizar un tubo de esas características cargado con nitrógeno a 200 atm y 20 ºC. 586 K
d) La masa de gas metano CH4 que puede contener un tubo de gas de automóviles de esas características. Rta: 8576,79 g

Essa pergunta também está no material:

Guía N 8 Gases Resuelta
10 pág.

Química Universidad Nacional de CuyoUniversidad Nacional de Cuyo

Respostas

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Vamos lá! Vou responder às suas perguntas: a) Para determinar o volume "real" dos tubos de gás, precisamos considerar a pressão e a temperatura em CNPT (Condições Normais de Pressão e Temperatura). Em CNPT, a pressão é de 1 atm e a temperatura é de 0 ºC. Portanto, podemos usar a lei dos gases ideais para calcular o volume "real" dos tubos de gás. Vamos chamar o volume "real" de Vr, a pressão de trabalho de Pw e o volume medido em CNPT de Vcnpt. A lei dos gases ideais é dada por: Pw * Vr = 1 atm * Vcnpt Sabemos que Pw é igual a 200 atm e Vcnpt é igual a 12 m³. Substituindo esses valores na equação, temos: 200 atm * Vr = 1 atm * 12 m³ Dividindo ambos os lados da equação por 200 atm, obtemos: Vr = (1 atm * 12 m³) / 200 atm Vr = 0,06 m³ Portanto, o volume "real" dos tubos de gás é de 0,06 m³. b) Para determinar a temperatura máxima que um tubo de gás de características semelhantes pode garantir, carregado com nitrogênio a 200 atm e 20 ºC, podemos usar a lei de Charles. A lei de Charles estabelece que, a pressão constante, o volume de um gás é diretamente proporcional à sua temperatura absoluta. Vamos chamar a temperatura máxima de Tmáx e a temperatura em graus Kelvin de T. A relação entre as temperaturas em graus Celsius e Kelvin é dada por: T(K) = T(ºC) + 273,15 Sabemos que a temperatura em graus Celsius é de 20 ºC, então podemos converter para Kelvin: T = 20 ºC + 273,15 = 293,15 K Agora, podemos usar a lei de Charles para determinar a temperatura máxima: (Vcnpt * T) / (Pw * Vr) = Tmáx Substituindo os valores conhecidos na equação, temos: (12 m³ * 293,15 K) / (200 atm * 0,06 m³) = Tmáx Calculando essa expressão, encontramos: Tmáx ≈ 586 K Portanto, a temperatura máxima que um tubo de gás de características semelhantes pode garantir, carregado com nitrogênio a 200 atm e 20 ºC, é de aproximadamente 586 K. d) Para determinar a massa de gás metano (CH4) que um tubo de gás de automóveis de características semelhantes pode conter, podemos usar a equação dos gases ideais. A equação dos gases ideais relaciona a pressão, o volume, a temperatura e a quantidade de substância de um gás. Vamos chamar a massa de gás metano de m, a pressão de trabalho de Pw, o volume "real" dos tubos de gás de Vr e a massa molar do gás metano de MM. A equação dos gases ideais é dada por: Pw * Vr = (m / MM) * R * T Onde R é a constante dos gases ideais e T é a temperatura absoluta em Kelvin. Sabemos que Pw é igual a 200 atm, Vr é igual a 0,06 m³, T é igual a 293,15 K e MM é igual a 16,04 g/mol (massa molar do gás metano). Substituindo esses valores na equação, temos: 200 atm * 0,06 m³ = (m / 16,04 g/mol) * (0,0821 atm·L/mol·K) * 293,15 K Calculando essa expressão, encontramos: m ≈ 8576,79 g Portanto, um tubo de gás de automóveis de características semelhantes pode conter aproximadamente 8576,79 g de gás metano (CH4). Espero ter ajudado! Se tiver mais alguma dúvida, é só perguntar.

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