Estudos de termodinâmica de mistura de gases liquefeitos (Termodinâmica)

Abstract

Procedeu-se a generalização a sistemas ternários da técnica experimental devida a Staveley e colaboradores para a medição da pressão de equilí¬brio de misturas de gases liquefeitos. Efectuou-se a determinação experimental das pressões de equilí¬brio do sistema ternário CH3F(1) + N20(2) + Xe(3) e dos seus binários constituintes, pela referida técnica, a temperatura do ponto triplo do N20, 182.33 K. A escolha deste sistema deve-se ao facto de ser constituí¬do por moléculas com dipolos (CH3F:µ = 1.85x10-18 esu; Q = 0.04x10-26esu) e quadrupolos (N20:µ = 0.16 x 10-18esu; Q = 3.8 x 10-26esu) quase puros, e por moléculas esféricas, não polares (Xe), conjunto que constitui certamente um modelo adequado para testar teorias. Para o sistema ternário procedeu-se ao ajustamento duma equação do tipo de Redlich-Kister os valores de GE experimentais, pelo método de Barker, minimizando os resí¬duos da pressão. Para a mistura equimolecular 0 sistema não possui azeí³tropo ternário. Pudemos concluir não ser válida a “regra da aditividade†embora o valor do termo ternário seja baixo. Foi avaliada a equação proposta por Wohl para o cálculo da constante c0, a partir da informação sobre os binários, tendo-se concluí¬do que, não sendo de aplicação geral, o seu interesse é muito reduzido, pois não pode ser usada com segurança na ausência de valores experimentais para o sistema ternário. No último capitulo do trabalho efectuou-se o cálculo do equilí¬brio lí¬quido-vapor e de GE para os sistemas binários e ternários recorrendo as equações de estado de Gibbons-Rigby e de Peng-Robinson. Este estudo permitiu avaliar cada uma destas equações individualmente e, por outro lado, compará-las entre si. Foi também analisada a questão das regras de mistura/combinação a usar, tendo sido dada particular ênfase ao problema da escolha de regras da combinação independentes ou dependentes da composição. Concluiu-se que as regras independentes da composição são mais fiáveis, apesar da limitação de possuirem apenas um parâmetro ajustável.