de uma mistura de amônia-ar contendo
de amônia em volume entra em uma coluna a 120 kPa e 300 K para recuperar esta amônia por absorção com água. 90% da amônia que entra no gás é absorvida e o gás deixa a coluna a 100 kPa e 280 K . Qual o volume que deixa a coluna por hora?
Passo 1
Então, vamos lá! A gente tem um exercício sobre absorção de amônia em uma mistura de ar-amônia. A mistura entra na coluna com 100 m³ por hora, contendo 20% de amônia em volume. A pressão de entrada é de 120 kPa e a temperatura de 300 K. Queremos recuperar 90% da amônia usando água, e o gás sai da coluna com 100 kPa e 280 K. Nosso objetivo é descobrir qual é o volume do gás que sai da coluna por hora. Para resolver isso, vamos precisar usar balanço de massa e a lei dos gases ideais.
Passo 2
Primeiro, vamos entender quanto de amônia está entrando na coluna. Se temos 100 m³ de mistura com 20% de amônia, então a quantidade de amônia que entra é:
Passo 3
Sabemos que 90% dessa amônia é absorvida pela água na coluna. Então, a quantidade de amônia que sai com o gás é 10% da amônia que entrou:
Passo 4
Agora, vamos fazer o balanço de massa para os gases. A quantidade total de gás que sai é a quantidade que entrou menos a amônia que foi absorvida. Mas como a pressão e a temperatura mudaram, precisamos ajustar os volumes usando a lei dos gases ideais:
Onde:
-
-
-
-
-
-
é o volume que queremos encontrar.
Rearranjando a fórmula para encontrar
:
Substituindo os valores:
Resposta
O volume de gás que sai da coluna por hora é aproximadamente 112 m³/h.
Exercícios relacionados
A pressão de vapor da acetona a 295 K é
. Para uma mistura de gás nitrogênio saturado com vapor de acetona a 295 K e 105 kPa, pede-se:
Fração molar de acetona na mistura
Fração molar de acetona na mistura
Um tanque inicialmente contém 1000 kg de salmoura contendo
em massa de sal. O fluxo de entrada contém
de sal e apresenta uma vazão de
. A mistura no tanque é mantida uniforme por agitação. A salmoura é removida do tanque por uma saída lateral à vazão de 10
. Determine: (a) a quantidade de salmoura no tanque em qualquer tempo
); (b) o tempo no qual a quantidade de sal no tanque atinge 200 kg . (
)
Ar é desumidificado pela condensação do vapor de água presente nele, resfriando-se a corrente à pressão constante.
de uma corrente a 100 kPa e 300 K contém ar e vapor de água o qual este último exerce pressão parcial de 4 kPa . Mantendo pressão constante, esta corrente é resfriada a 275 K e a água condensada é removida. A pressão parcial da água na corrente de ar desumidificado é de
. Calcule o volume da corrente de ar desumidificado e a massa de água removida.
A velocidade na saída do tanque é igual a
, e a razão entre a área do tubo e a área do tanque é
. Determine o tempo para o tanque se esvaziar completamente. (Resp.: