Problemas de termodinâmica química I (mieq)



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PROBLEMA 16


ASSUNTO : Coeficientes mecânicos, térmicos e adiabáticos.

OBJECTIVO : Cálculos envolvendo as relações entre os vários coeficientes.


A tabela que abaixo se reproduz parcialmente, diz respeito ao argon líquido a 100 K. Complete a tabela, com valores nas unidades indicadas. Tenha em atenção que

sendo u a velocidade do som noargon líquido.




P/bar

VmL/ cm3 mol-1

V / bar.K-1

P x103/ K-1

104 kT/ bar-1

3.2

30.47




5.21







u / m.s-1

CP,m / J mol-1 K-1

/ J mol-1 K-1

747

46.3



DADOS: M= 39.95


RESULTADO : kT=3.2 ×10-4 bar-1 , V = 16.5 bar.K-1 , CV,mL= 20.0 J mol-1 K-1


PROBLEMA Nº 17


ASSUNTO : Capacidades caloríficas e entalpia

OBJECTIVO : Cálculo de capacidades caloríficas e de uma variação de entalpia.

Considere um processo em que o azoto na forma de vapor saturado à temperatura de ebulição normal é conduzido a um estado caracterizado pelas coordenadas pressão e temperatura de 0.5 MPa e 200K, respectivamente. Determine:

a) a capacidade calorífica do gás, CP,m , nas condições P= 0.5 MPa e T = 200K;

b) a variação de entalpia que está associada à transformação anteriormente enunciada sabendo que o azoto gasoso obdece à equação de estado

onde B é função só da temperatura, através da relação




DADOS: Tc= 126.2 K , Pc = 3.4 MPa e Tb= 77.35 K.

Número de ondas do modo normal de vibração :  = 2360 cm-1




Tenha em atenção que e que .
RESULTADO: a) CP,m (300K, 0.5 MPa) = 29.71 J.mol-1 .K-1 , b) ΔH= 3580 J.mol-1

PROBLEMA Nº 18


ASSUNTO : Capacidades caloríficas e entalpia

OBJECTIVO : Cálculo de capacidades caloríficas e de uma variação de entalpia.


O dióxido de carbono a pressões moderadas obedece à equação de estado

onde B é função da temperatura, através da relação



Determinar a variação de entalpia, quando uma mole de CO2, no estado gasoso, é aquecida de 300 a 350 K à pressão constante de 1.0 MPa.

DADOS: Número de ondas dos modos normais de vibração:

= 1340 cm-1 , = (2) 667 cm-1 , = 2349 cm-1

Tenha ainda em atenção que: M= 44.011, , x = 1.4388 ( / T) , R = 8.31451 Jmol-1K-1 ; 1 atm = 101325 Pa.


RESULTADO: ΔH= 2070 J.mol-1.

PROBLEMA Nº 19


ASSUNTO : Capacidades caloríficas e entalpia

OBJECTIVO : Cálculo de capacidades caloríficas e de uma variação de entalpia.


O gás natural das jazidas naturais vem frequentemente acompanhado de sulfureto de hidrogénio (H2S) que tem de ser removido. No processo de remoção é necessário arrefecer uma corrente gasosa de H2S de 400 até 300K. A operação é realizada isobaricamente à pressão de 1 atm.

  1. Calcular a quantidade de calor que é necessário retirar no processo de arrefecimento referido por mol de H2S.

  2. Suponha que o gás após ser arrefecido era comprimido a 5 atm à temperatura constante de 300 K. Qual a variação de entalpia por ele sofrida considerando que o comportamento P-V-T do gás é traduzido pela equação de virial na forma .

  3. Determinar a capacidade calorífica do H2S gasoso a 300 K e à pressão de 5 atm.

DADOS: Para o H2S:

Para a fase gasosa:



Número de ondas dos modos normais de vibração:



= 1290 cm-1 , = 2611 cm-1 , = 2684 cm-1

Recorde que : , x = 1.4388 ( / T) , R = 8.31451 Jmol-1K-1 ; 1 atm = 101325 Pa.

RESULTADO: a) Q = 3446 J ; b) ΔH= J.mol-1 ; c) CP,m = J.mol-1 .K-1


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