Expansão de Gases
Por: Evandro.2016 • 30/4/2018 • 1.103 Palavras (5 Páginas) • 314 Visualizações
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[pic 15]
Figura 3: Diagrama V x T – Transformação Isobárica.
De acordo com a lei de Charles e Gay-Lussac a pressão é diretamente proporcional à temperatura em kelvin, como mostra a equação (1.5) e o volume é diretamente proporcional à temperatura na escala em kelvin, equação (1.6):
[pic 16][pic 17] (1.5)
[pic 18][pic 19] (1.6)
Sendo assim, essa lei por ser escrita em uma única equação:
[pic 20][pic 21] (1.7)
- OBJETIVOS
- Calibrar o volume de tubulação pela técnica de expansão de gases.
- Analisar o processo de expansão de um gás;
- Determinar o volume final nas linhas pelos métodos de Gás Ideal, Virial e Teoria dos Estados Correspondentes (TEC).
- METODOLIGIA
- Materiais
- Cilindro (1 L);
- Conjunto de linhas;
- Transdutor de pressão;
- Indicador de pressão;
- Gás Carbônico.
- Procedimento Experimental
Com o sistema montado (cilindro, linhas, transdutor e indicador de pressão), fez-se a liberação do gás carbônico. A partir disso, foram analisados os valores de pressão inicial e final em relação ao volume de gás carbônico liberado e que se encontrava no cilindro e nas linhas, a fim de se obter um equilíbrio mecânico.
Fizeram-se cinco ensaios. Para cada novo ensaio, o valor de pressão inicial correspondeu ao valor de pressão final do ensaio anterior. Tendo posse dos valores obtidos, calculou-se o volume final e o volume de gás presente nas linhas pelos métodos de Gás Ideal, virial e TEC sendo que o experimento foi realizado a uma temperatura de 25°C para ambos os ensaios.
- RESULTADOS E DISCUSSÕES
Definidos os valores de pressão em cada ensaio, foi possível encontrar o volume final e o volume das linhas por diferentes métodos. Seguem a seguir os resultados encontrados.
- Gás Ideal
A tabela a seguir-nos mostra os valores das pressões iniciais e finais em bar e o volume da linha em litros.
Como sabemos que o volume inicial do cilindro é de 1 litro, a pressão indicada nesse cilindro é de 24,5 bar, a temperatura de 25 °C e como a formula do gás ideal Z (fator de compressibilidade) é 1, podemos calcular o volume total (volume da linha + volume do cilindro) pela seguinte formula:
Vt = ( Pi Zf Vi ) / (Pf Zi)
Pressão inicial (bar)
Pressão final (bar)
Volume da linha (L)
24,5
23,8
0,107
26,2
24,2
0,082
24,2
22
0,100
22
20
0,100
20
18,1
0,105
- Virial
Para o método do Virial, o valor de B para o CO2 corresponde a -123cm3/mol para o cálculo de Z.
Pressão inicial (bar)
Pressão final (bar)
Z inicial
Z final
Volume da linha (L)
29
26,2
0,856
0,870
0,090
26,2
24,2
0,870
0,880
0,070
24,2
22
0,880
0,891
0,086
22
20
0,891
0,901
0,088
20
18,1
0,901
0,910
0,094
- Teoria dos Estados Correspondentes (TEC)
Para o CO2:
- ω = 0,224
- Tc = 304,2 K
- Pc = 73,83 bar
Pressão inicial (bar)
Pressão final (bar)
Z inicial
Z final
Volume da linha (L)
29
26,2
0,831
0,859
0,144
26,2
24,2
0,859
0,862
0,086
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