Lista 3

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1) Certa quantidade de ar ocupa um volume de 5m3 quando sujeita a pressão de 98,07 kPa e temperatura de 20°C. Calcular sua densidade. Resp.:1,17kg/m3
2) Calcular o trabalho realizado pelo ar como um gás ideal dentro de um cilindro, num processo de aquecimento isobárico. O estado inicial é definido pela 1500 kPa e T=50°C. Após aquecimento resulta numa T=150°C e mesma P. a massa do gás é 1,5kg. R.: -43,05kJ
3) Um gás ideal sofre um processo de compressão dentro de um cilindro até 1000kPa. Retirando-se calor do gás, a sua T pode permanecer inalterada. Pede-se para calcular o W necessário para a compressão do gás. Dados: P1=100kPa, V1=20L, T1=35°C. R.: 4,6kJ
4) Descobriram um catalisador que, disperso na água, a decompõe em seus elementos. Calcule quantos m3 de gás a 1 bar e 30°C serão produzidos com 1L de água. Admita que 1L de água pesa 1kg. Lembrando R=8,314 Pa.m3/mol.K. R.:2,1 m3
5) Três vasos termicamente isolados, de volumes iguais V, estão ligados por tubos delgados que podem conduzir gases, mas não transferem calor. Inicialmente todos os vasos estão cheios com um certo gás, na temperatura T0 e na pressão P0. A temperatura no primeiro vaso é duplicada e no segundo vaso, triplicada, enquanto a do terceiro vaso se mantém invariável. Calcular a pressão final no sistema em termos da pressão inicial P0. R.:(18/11)P0
6) Quais são as unidades de a e b no sistema SI para a equação de Redlich-Kwong? Demonstre.
7) É adequado aplicar equações de estado do tipo cúbicas tanto para gases quanto para líquidos? 
8) Em qual situação a equação de estado do tipo cúbica apresenta um comportamento irreal? 
9) É adequado aplicar equações de estado do tipo virial tanto para gases quanto para líquidos?
10) Quais as equações de estado mais utilizadas para líquidos e sólidos?
11) Uma massa de 500g de amônia gasosa é armazenada em um vaso com 30.000 cm³, imerso em um banho, a uma temperatura constante de 65°C. Calcule a pressão do gás, usando as 2 opções abaixo. Observação: usar como guia a pg.80 do livro ITEQ, mas será necessário fazer o exercício com todos os cálculos e raciocínios lógicos necessários.
(a) Equação do gás ideal; Resp.: 27,6 bar
(b) A correlação generalizada de Pitzer para o segundo coeficiente do tipo virial. Que correlação é esta? Demonstre todos os cálculos necessários para calcular a pressão, inclusive interpolações. Resp.: 23,76 bar
(c) Nas condições fornecidas, dados experimentais indicam que a P é igual a 23,82 bar. Em relação ao dados experimentais, qual das duas respostas está mais próxima do real?
12) Se 560g de gelo seco (gás carbônico solido) são colocados em um recipiente de 2L, vazio. A temperatura aumenta e o gás carbônico vaporiza. Qual deve ser a máxima temperatura admissível para que a pressão no recipiente não ultrapasse 111bar? Pg.120, livro TD amistosa. Calcular utilizando Z.
Resp.: 76,6°C
13) Dióxido de carbono a 60°C é bombeado para dentro de um poço de petróleo a uma pressão muito alta, 10MPa. O objetivo é reduzir a viscosidade do petróleo facilitando o escoamento. Determine o seu fator de compressibilidade. Qual a densidade do CO2? Baseando-se no valor do fator de compressibilidade calculado, a que conclusão você chega sobre as forças intermoleculares do CO2 a 60°C e 10MPa?
Resp.: 314,8 kg/m3
14) O volume molar do etano, sob pressão de 14,6 bar e na temperatura de 8 ºC, vale 1,33 litro. Qual será o volume molar do acetileno quando apresentar o mesmo desvio da idealidade? Usar o método do fator de compressibilidade.
Resp.: 1,07 L/mol.