Questão de Física

Com relação ao gás natural, considere: I. A expansão do gás natural tem algumas aplicações importantes, como a liquefação do gás em pequenas proporções e a realização de trabalho recuperando energia do gás natural liquefeito quando da sua vaporização. Assim como ocorre na compressão, a expansão de um gás se aproxima de uma expansão adiabática. Os processos termodinâmicos são semelhantes: a expansão libera energia, enquanto a compressão consome energia. Assim, se a expansão é feita através de um turboexpansor, pode-se realizar trabalho útil vencendo uma carga sobre seu eixo. Neste processo de expansão adiabática, as variáveis de estado (P, V, T) comportam-se de tal forma que a temperatura final é significativamente menor que a inicial, permitindo sua aplicação em processos de liquefação. II. A compressão do gás natural tem papel importante em toda sua cadeia, desde a produção até o consumo, tanto para o transporte quanto para a armazenagem ou alimentação de equipamentos. Conhecido o comportamento das variáveis pressão, temperatura e volume, para o gás natural, pode-se calcular a potência teoricamente necessária para comprimi-lo através de expressões analíticas que consideram o desvio dos gases reais da Lei de Estado dos Gases Ideais. Pode-se obter este valor diretamente no Diagrama de Mollier para gases reais. Quando um gás real é comprimido em um único estágio, a compressão deste se aproxima de um processo adiabático. III. Os cálculos teóricos de uma compressão adiabática resultam no máximo trabalho teórico necessário para comprimir o gás entre dois níveis de pressão. Por outro lado, os cálculos teóricos de uma compressão isotérmica, ou seja, na qual a temperatura do gás comprimido não se altera com a elevação de pressão, determinam o valor do mínimo trabalho necessário para se efetuar a compressão. Portanto, estes dois resultados indicam os limites inferiores e superiores da potência necessária para a compressão do gás. Na dedução das expressões analíticas para o cálculo do trabalho necessário para a compressão de um gás considera-se a inexistência de variações na energia cinética, potencial e de perdas. IV. A liquefação consiste em processos termodinâmicos que promovem a mudança de estado dos gases para o estado líquido. Devido às características de alguns gases, o metano entre eles, a mudança para o estado líquido não ocorre com a elevação da pressão, sendo necessária a adoção de resfriamento. Para tais gases, chamados criogênicos, a temperatura acima da qual não existe uma mudança distinta das fases líquida e vapor, a temperatura crítica se encontra abaixo da temperatura ambiente. V. O Gás Natural Liquefeito (GNL) é uma mistura, em fase líquida, de vários constituintes. Seu comportamento, na presença dos vapores destes componentes, obedece às leis da termodinâmica do equilíbrio de fases das misturas. Na prática, são usadas as curvas e tabelas do componente de maior proporção, o metano. Para representar o comportamento termodinâmico são usados os diagramas de entropia (temperatura/entropia), entalpia (entalpia/pressão) e de Mollier (entalpia/entropia) do metano com excelente aproximação, para GNL de alto teor de metano, no cálculo das mudanças de fase gás-GNL. A liquefação do gás natural permite estocá-lo e transportá-lo sob forma condensada em condições técnicoeconômicas viáveis. Está correto o que se afirma em