Propriedades termodinamicas

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SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL
UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA

Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
Graduação

Termodinâmica
Exercícios
Exercícios de Aplicação da Equação de Virial

Helio de Oliveira Junior
Prof.:
Prof.: Miria Hespanhol

Agosto de 2012

Problema:
Calcular V, U, H e S para a água nas condições abaixo relacionadas com diferentes
modelagens: Equação dePeng-Robinson e Correlações Generalizadas. Comparar com
resultados apresentados na Tabela de Propriedades Termodinâmicas da água.

Nº4

P=5800 kPa, de Tsat até 650° - Helio
C

Teoria
As equações para propriedades termodinâmicas dos fluidos vêm de deduções a partir
da primeira e segunda leis que permitem o cálculo dos valores de entalpia e entropia a
partir de dados de PVT e capacidadescaloríficas. Na equação 6.1 todas as
propriedades primárias – P,V,T,U e S – estão presentes, propriedades termodinâmicas
adicionais somente aparecem por definição em relação a essas propriedades
primarias.
Eq.6.1

d(nU)=T.d(nS) - P.d(nV)

Essa equação assim como outras deduzidas a partir dela se aplica a qualquer
processo, em um sistema com massa constante, que resulta em uma mudançadiferencial de um estado de equilíbrio para outro. O sistema pode ser constituído por
uma única fase ou por varias fases, ele pode ser quimicamente inerte ou podem o
correr reações químicas em seu interior. As únicas exigências são que o sistema seja
fechado e que a mudança ocorra entre estados de equilíbrio.
Para o problema em questão será calculado as propriedades residuais a partir
equações deEstado Cúbicas e por correlações generalizadas. Seguindo em ambos a
mesma rotina de calculo:

Vapor de Água a
Tx e 5800Kpa
Estado de Referencia:
Água Líquida a 0,01ºC e
0,00611Kpa

Vapor de Água
Saturado a 0,001ºC
e 0,00611Kpa




−1

2

−1
Água no estado
de gás ideal

2




Vapor de Água no
estado de gás ideal
a Tx e 5800Kpa

Método de Resolução
Todo oproblema foi resolvido com auxílio do Maple 15 para a rotina de calculo e o
Excel para interpolações das tabelas de correlações generalizadas de Lee e Kesler.

Resultados:
Temp.
K
553,15
563,15
573,15
598,15
623,15
648,15
673,15
698,15
723,15
748,15
773,15
798,15
823,15
848,15
873,15
923,15

Peng-Robson
V
35,7802
36,9738
38,1363
40,9318
43,6036
46,1813
48,6847
51,128153,5219
55,8741
58,1908
60,4772
62,7371
64,9739
67,1903
71,5709

Temp.
K
553,15
563,15
573,15
598,15
623,15
648,15
673,15
698,15
723,15
748,15
773,15
798,15
823,15
848,15
873,15
923,15

H
3014,484
3040,538
3066,159
3128,743
3189,79
3249,779
3309,029
3367,765
3426,154
3484,319
3542,359
3600,349
3658,353
3716,42
3774,594
3891,396

S
6,5473
6,59396,639
6,7459
6,8459
6,9403
7,03
7,1157
7,1979
7,2769
7,3532
7,4271
7,4986
7,5681
7,6357
7,7658

Correlações Generalizadas
U
3002,965
3028,634
3053,881
3115,564
3175,751
3234,91
3293,354
3351,304
3408,922
3466,33
3523,624
3580,878
3638,154
3695,502
3752,962
3868,353

V
27,6101
31,3787
35,2634
40,845
43,6929
46,3823
48,9404
51,4119
53,8372
56,2114
58,529560,7816
63,0411
65,2915
67,4794
71,622

Tabela Termodinâmica
V
34,756
36,301
37,736
40,982
43,902
46,611
49,176
51,638
54,026
56,357
58,644
60,896
63,12
65,32
67,5
71,807

H
2816
2856,3
2893,5
2976,8
3051
3119,3
3183,8
3245,9
3306,3
3365,7
3424,5
3483
3541,2
3599,5
3657,9
3775

S
5,9592
6,0314
6,0969
6,2393
6,3608
6,4683
6,566
6,6565
6,7416
6,82236,8996
6,974
7,046
7,1157
7,1835
7,3139

U
2614,4
2645,7
2674,6
2739,1
2796,3
2848,9
2898,6
2946,4
2992,9
3038,8
3084,4
3129,8
3175,2
3220,7
3266,4
3358,5

H
2560,944
2733,23
2905,576
3111,429
3178,603
3242,794
3307,608
3368,844
3428,874
3488,475
3681,867
3607,282
3665,597
3723,997
3781,965
3895,78

S
5,7595
6,0603
6,3605
6,716
6,8262
6,9274...
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