Um hidrocarboneto (CipH) escoa em uma tubulação a uma vazão de 127,0 m²/h. Sabendo-se que a massa específica deste composto é 0,7976 g/ml, calcule no sistema SI a vazão mássica, a vazão volumétrica e a vazão molar.
Soluções para a tarefa
Considerando que 127 m3/h do hidrocarboneto C10H22 de massa específica 0,7976 g/ml temos que no sistema internacional de unidades (SI) as seguintes informações
Qmassa = vazão mássica = 27,9 kg /s
Qvolume = vazão volumétrica = 0,035 m3/s
Qmol = vazão molar = 196,5 mol/s
FUNDAMENTOS TEÓRICOS
MOL
É a quantidade de matéria em química e corresponde a 6,02x10^23 unidades de uma determinada espécie química, moléculas, átomos ou íons. Este número comumente usado como 6x10^23 é conhecido como número de Avogadro
MASSA ATÔMICA
É a massa de um átomo em unidades de massa atômica, representada pela letra u. Ela indica quantas vezes a massa de um átomo é maior em relação a 1/12 da massa do átomo de Carbono de número atômico 6 e numero de massa 12
MASSA MOLAR
É a massa em grama referente a 1 mol de moléculas, átomos ou íons. Ela é determinada a partir das massas atômicas dos elementos.
Exemplificando
Considerando a massa atômica do Na = 23 u; do H = 1 u; S = 32 u e O = 16 u
A massa molar de 1 mol de átomos de Na é de 23 g
A massa molar de 1 mol de cátions Na+ é de 23 g
A massa molar de 1 mol de H2SO4 = 2 x 1 + 1 x 32 + 4 x 16 = 98 g
Sua unidade de medida, portanto é g/mol
UNIDADES DE MEDIDA NO SI
Unidade de volume = m3
Unidade de tempo = segundo
Unidade de tempo = kg
Unidade de quantidade de matéria = mol
CONVERSÕES ENTRE UNIDADES
1 kg = 1000 g
1 g = 10^(-3) kg
1 m3 = 10^6 mL
1 mL = 10^(-6) m3
1 h = 3600 s
RESOLUÇÃO DO EXERCÍCIO
PASSO 1 – Conversão da unidade de densidade
0,7976 g/ml = 0,7976 x 10^(-3) /10^(-6) m3 = 797,600 kg / m3
PASSO 2 – Cálculo da vazão volumétrica no SI
A vazão volumétrica é Qv = 127 m3 / h = 127 m3 / 3600 = 0,035 m3 / s
PASSO 3 – Cálculo da vazão mássica no SI
Tomando como base de cálculo o tempo 1 segundo
1 m3 ==============797,6 kg
0,035 m3 ============Qm
Qm = 797,6 x 0,035 = 27,9 kg /s que é a vazão mássica no SI
PASSO 4 – Cálculo da massa molar do hidrocarboneto
O hidrocarboneto tem fórmula molecular C10H22 sendo, portanto um alcano, hidrocarboneto que apresenta apenas simples ligações
Calculando a massa molar a partir das massas atômicas C = 12 u e H = 1 u temos:
C10H22 = 10 x 12 + 22 x 1 = 142 g/mol = 0,142 kg/mol
PASSO 5 – Cálculo da vazão molar no SI
Tomando como base de cálculo 1 segundo
1 mol ============0,142 kg
Q mol 27,9 kg
Q mol/h = 27,9 / 0,142 = 196,5 mol/s
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