Modelo Matemático em Termodinâmica Química

Prof Henry Rodriguez Solução ideal httpsbibliotecavirtualcomdetalhesparceiros5 Bibliografia SMITH VAN NESS Introdução à termodinâmica química da Engenharia Química Disponível na biblioteca virtual da Faculdade Anhanguera httpsintegradaminhabibliotecacombrreaderbooks9788521636854epubc fi625B3Bvndvstidref3Dcover5D4 MORAN Princípios de Termodinâmica para Engenharia httpsintegradaminhabibliotecacombrreaderbooks9788521634904epubc fi625B3Bvndvstidref3Dcover5D42240511 TORRES ALVAREZ Fundamentos de termodinâmica química Biblioteca virtual Anhanguera Termodinâmica química avançada Aplicar um modelo ou equação matemática 1 Identificar as substâncias e o estado delas sólido líquido ou gás 2 Escrever as propriedades físicas químicas ou termodinâmicas da matéria densidade viscosidade calor específico calor de reação energia interna etc 3 Definir as condições físicas da matéria T P Composição volume Vazão mássica ou volumétrica B Calcular um novo valor de uma propriedade física química ou termodinâmica densidade calor de reação constante cinética entropia etc A Determinar se houve uma mudança de fase sólido a líquido líquido a gás ou gás a líquido C Determinar uma nova condição física da matéria pressão temperatura composição vazão mássica nível do líquido etc DADOS DE ENTRADA DADOS DE SAÍDA 4 Identificar a variável a se calcular Fazer cálculos com o modelo matemático 5 Diagrama esquemático do problema 1 Substâncias Ar gás 2 Propriedades físicas químicas ou termodinâmicas da matéria não informado 3 Condições físicas da matéria Q 4 kJ W 205 kJ B Novo valor de uma propriedade física química ou termodinâmica não informado A Houve uma mudança de fase não informado C Determinar uma nova condição física da matéria ΔU 35 kJ Exemplo 4 kJ de calor são fornecidos a uma quantidade de ar Calcule a variação da energia interna para o ar se ela se expande e realiza 05 kJ de trabalho 4 Variável a se calcular Cambio de energia interna ΔU Cálculo com o modelo matemático 𝐔 Q W Aplicar um modelo matemático 5 Diagrama esquemático do problema 𝐔 4 05 35 kJ Diagrama esquemático do problema Q ΔU W Gases Um gás está constituído por um grande número de pequenas partículas átomos ou moléculas que estão em constante movimento de forma aleatória Essas partículas se deslocam rapidamente e colidem constantemente umas com as outras e com as paredes do recipiente que contém o gás PA Pressão do gás Elas apresentam uma força de atração muito fraca o que permite que elas se desloquem de forma livre Quando se misturam dois tipos de gases A e B cada um tem a sua própria pressão individual chamado de pressão parcial 𝐏𝐀 𝐏𝐁 𝐏𝐓 Lei de Dalton PA Pressão parcial de A PB Pressão parcial de B PT Pressão total 𝐲𝐀 𝐏𝐀 𝐏𝐓 𝐲𝐁 𝐏𝐁 𝐏𝐓 yA Fração molar de A yB Fração molar de B yA yB 1 𝐏𝐓 𝐏𝐢 Exemplo 2 O ar é uma mistura de gases Mais de 78 dessa mistura é de nitrogênio O oxigênio representa cerca de 21 O argônio 09 e o dióxido de carbono 01 Se a pressão atmosférica é 1 atm quanto seria a pressão parcial do nitrogênio e oxigênio Líquido Os líquidos também estão compostos por partículas átomos ou moléculas e essas partículas têm uma força de atração maior que a de um gás por isso elas se mantem bem agrupadas Quando se mistura dois ou mais líquidos cada uma delas será representado pela sua fração mássica ou molar 𝐧𝐀 𝐧𝐁 𝐧𝐓 nA de mols de A nB de mols de B nT de mols total 𝐱𝐀 𝐧𝐀 𝐧𝐓 𝐱𝐁 𝐧𝐁 𝐧𝐓 xA xB 1 xA Fração molar de A xB Fração molar de B Comparação entre os diferentes estados da matéria Exemplo 3 Uma solução contém 45 g de glicose C6H12O6 120 g de ácido acético C2H4O2 e 90 g de água H2O Qual a fração molar do ácido acético na solução Dados massa molar da glicose 180 gmol massa molar do ácido acético 60 gmol massa molar da água 18 gmol