Problemas de termodinâmica química I (mieq)



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PROBLEMA Nº 51


ASSUNTO : Equação de Clausius-Clapeyron.

OBJECTIVO : Equilíbrio sólido-líquido.


Considere os valores da tabela anexa respeitantes ao equilíbrio de fusão do azoto.

  1. estabeleça uma equação para a curva de fusão explicitando o valor dos parâmetros que nela figurem;

  2. determine o volume molar do sólido a 90.2 K, sabendo que a esta temperatura:

= 877.0 J mol-1 , VmL = 29.37 cm3 mol-1 .


T/K

P / atm

/ cm3 mol-1

/ J mol-1

63.15 a

73.3


82.2

0.1237

500.0


1000.0

2.58

2.00


1.65

721.0

786.0


837.0

a – ponto triplo.

Sugestão: utilize a hipótese de Voronel, i. e.


, onde a e c são constantes.

RESULTADO: a) ; b) VmS= 27.96 cm3 mol-1.




PROBLEMA Nº 52


ASSUNTO : Equilíbrio líquido-vapor e equações de estado.

OBJECTIVO : Cálculo do segundo coeficiente de virial.

A pressão de vapor do monóxido de carbono é dada por



.

Calcular o segundo coeficiente de virial do CO à temperatura de 99 K, sabendo que a esta temperatura = 5315 J mol-1 e L = 0.7076 g cm-3. Tenha em consideração que M = 28.01 g mol-1.


RESULTADO : B = -180 cm3 mol-1.

PROBLEMA Nº 53


ASSUNTO : Equações de estado.

OBJECTIVO : Cálculo de coeficientes de virial.

Na tabela seguinte são dados os valores da pressão e do factor de compressibilidade do cloro à temperatura de 60 ºC. Calcule o 2º e o 3º coeficientes de virial desta substância à temperatura anteriormente indicada.




p / atm

0.7873

3.9365

7.873

15.746

Z

0.9931

0.9648

0.9275

0.8435

Que correcções aplicaria aos valores calculados no caso de B e C serem pedidos a uma pressão muito mais elevada ?


RESULTADO : B = - 237.97 cm3 mol-1 , C = 1713 cm6 mol-2.

PROBLEMA Nº 54


ASSUNTO : Equações de estado.

OBJECTIVO : Cálculo de coeficientes de virial.

Admitindo que o metano gasoso obdece à equação de virial



Faça uma estimativa dos coeficientes de virial B e C à temperatura do ponto crítico.


RESULTADO: B= -115 cm3 mol-1 , C = 4395 cm6 mol-2.


PROBLEMA Nº 55


ASSUNTO : Equações de estado.

OBJECTIVO : Cálculo de desvio da entalpia com a equação de virial.

Mostrar que o desvio da entalpia molar relativamente à entalpia molar do gás perfeito à mesma temperatura, HHgp, vem


.

Calcular o valor do desvio da entalpia para o etano gasoso a 250 K e a 5 atm supondo que o comportamento PVT é traduzido pela equação


DADOS: Para o etano


RESULTADO:  433.4 J∙mol1.



PROBLEMA Nº 56


ASSUNTO : Equações de estado.

OBJECTIVO : Cálculo de desvio da capacidade calorífica com a equação de virial.

Mostrar que o desvio da capacidade calorífica molar de um fluido relativamente ao valor do gás perfeito à mesma temperatura, Cp,mCp,m gp, vem


.
Calcular o valor da capacidade calorífica do argon gasoso, CP,m, a 150 K e a 3 MPa supondo que o comportamento PVT do gás é traduzido pela eq. (283), sendo

.
Comparar com valor da literatura, CP,m(g, 150 K, 3 MPa)= 40.50 J∙mol1∙K1.
RESULTADO: CP,m(g, 150 K, 3 MPa)= 40.24 Jmol1K1.

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