TERMODINAMICA - RELATÓRIO EXPANSAO DE GASES

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Onde Vc é o volume do cilindro, Pi é a pressão inicial, Zi é o fator de compressibilidade inicial, Ni é o número de mols inicial, R é a constante dos gases e Ti é a temperatura inicial. Já para a etapa 2, após abrir a válvula e obter valores para (Pf), a equação de estado utilizada será:

(2)[pic 5]

Nota-se que entre as duas etapas, não houve perda de massa no sistema, então (Ni = Nf), assim como também não houve alteração da temperatura (Ti = Tf). Desta forma, a partir das equações (1) e (2), pode ser encontrado:

(3)[pic 6]

Baseado na equação (3), o volume total do sistema (cilindro + conjunto de linhas) é dado pela seguinte expressão:

∴ (4)[pic 7][pic 8]

Para o cálculo do volume total, os valores de Zi e Zf em cada temperatura (T) e pressão (P) foram calculados através dos modelos para Z, ou seja, a partir das equações de estado abordadas neste relatório: Gás Ideal, Virial e Teoria dos Estados Correspondentes. Diante disso, pode-se obter o volume das linhas para os três métodos, de acordo com as tabelas abaixo.

[pic 9]

Tabela 2: Determinação do volume das linhas pelo modelo do Gás Ideal

[pic 10]

Tabela 3: Determinação do volume das linhas pelo modelo do Gás Ideal

[pic 11]

Tabela 4: Determinação do volume das linhas pelo modelo da T.E.C

A partir dos resultados obtidos acima, elaborou-se uma tabela (5) comparativa do volume das linhas, entre os modelos do estudo. Baseado na observação dos dados pode-se chegar a algumas conclusões:

[pic 12]

Tabela 5: Volume das Linhas – Comparativo dos Modelos

- À medida que a pressão diminui, as interações moleculares também diminuem e, desta forma, o valor da compressibilidade (Z) fica cada vez mais próximo de 1;

- Nota-se que o volume aumenta à medida que a pressão diminui, ou seja, as moléculas ficam cada vez mais distantes;

- O modelo que apresentou uma maior variação no volume (volume final – volume do cilindro) foi o do gás ideal, em média 5,5%. Observado o fato do valor da compressibilidade ser o mesmo em os testes z=1;

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CONCLUSÃO

REFERÊNCIAS

Smith, J. M., Van Ness, H. C. e Abbott, M. M., Introdução à Termodinâmica da Engenharia Química, 7a Ed., LTC – Livros Técnicos e Científicos Editora, Rio de Janeiro, 2007.