TERMODINAMICA - RELATÓRIO EXPANSAO DE GASES

UNIVERSIDADE TIRADENTES - UNIT

DIRETORIA DE GRADUAÇÃO

CURSO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO

ISMAEL CARVALHO FERREIRA

RUBENS SANTANA GUIMARÃES

CALIBRAÇÃO DE VOLUME POR EXPANSÃO DE GASES

ARACAJU-SE

2017.1

ISMAEL CARVALHO FERREIRA

RUBENS SANTANA GUIMARÃES

CALIBRAÇÃO DE VOLUME POR EXPANSÃO DE GASES

Relatório da prática experimental “Calibração de Volume por Expansão de Gases”, apresentado como requisito parcial de avaliação da disciplina Termodinâmica, ministrada pelo Prof. Dr. Claudio Dariva, no primeiro semestre de 2017.

ARACAJU-SE

2017.1

SUMÁRIO

1        INTRODUÇÃO        4

2        OBJETIVOS        5

3        MATERIAIS E MÉTODOS        5

3.1 Materiais Utilizados        5

3.2 Procedimento Experimental        6

4        RESULTADOS E DISCUSSÕES        6

5        CONCLUSÃO        9

REFERÊNCIAS        9

1.  INTRODUÇÃO

1.  OBJETIVOS

Calcular o volume de um conjunto de linhas empregando diferentes equações de estado: Gás Ideal, Virial e a Teoria dos Estados Correspondentes.

1.  materiais e métodos

Nesta seção será abordado quais foram os materiais utilizados e a metodologia empregada para realizar o procedimento experimental.

1. Materiais Utilizados

Para a realização deste experimento são necessários (figura 1) os seguintes materiais: cilindro de volume conhecido (1); válvula (2); conjunto de linhas de volume desconhecido (3); Gás - Dióxido de Carbono; indicador de pressão (5); termômetro (6) e o transdutor de pressão (7).[pic 1]

[pic 2]

Figura 1: Aparato experimental utilizado

1. Procedimento Experimental

O procedimento experimental será dividido em duas etapas. Na etapa 1, o gás utilizado na realização do experimento foi o dióxido de carbono (CO2), inserido em um cilindro de volume definido (1 litro). Com a válvula fechada, é feita a leitura da pressão do sistema. Além disso, a temperatura do ambiente é monitorada através do termômetro. Sendo assim, este sistema permite ter o conhecimento da temperatura inicial/ambiente (Ti), pressão inicial (Pi) e o volume do cilindro (Vc).

Na etapa 2, abre-se a válvula do cilindro e o gás é expandido para o conjunto de linhas, promovendo a diminuição da pressão do sistema. Então, anota-se o valor final da pressão (Pf). O volume total do sistema (Vt) passa a ser a soma do que há no cilindro com o conjunto de linhas. A temperatura do ambiente é mantida a mesma da etapa 1, logo (Ti = Tf). Este procedimento foi realizado quatro vezes, os valores experimentais obtidos e os cálculos elaborados para determinação do volume do gás nas linhas, podem ser observados na seção seguinte.

1. resultados e discussões

Com os dados obtidos na prática experimental através dos quatro testes realizados, foi construída a tabela 1 com os respectivos valores das variáveis observadas no sistema.

[pic 3]

Tabela 1: Valores das variáveis coletadas

Como citado anteriormente, a temperatura inicial e final é mantida a mesma durante o experimento, assim como o volume do cilindro é fixado em 1 litro. A equação de estado correspondente para esta etapa é:

                                                                                              (1)[pic 4]

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:

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