Calcule a conversão que pode ser alcançada em um reator CSTR com , provido de troca térmica.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão pede para calcular a **conversão** que pode ser alcançada num reator **CSTR** (Reator Contínuo de Estágio Bem Misturado) com um volume de **1,5 m³** e que possui **troca térmica**. Então, estamos lidando com **engenharia química**, mais especificamente com o design e análise de reatores químicos. Para resolver isso, vamos precisar entender como funciona um CSTR, o conceito de conversão, e utilizar as equações básicas que relacionam esses elementos.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é **conversão**. A conversão () representa a fração dos reagentes que foram transformados em produtos durante a reação. É uma medida importante para avaliar a eficiência do reator.

Passo 3

Em um **CSTR**, assumimos que o conteúdo está bem misturado e que a condição de saída é a mesma do interior do reator. A equação de balanço de matéria para um CSTR típico pode ser escrita como: Onde: - é o volume do reator (1,5 m³) - é a taxa de fluxo de entrada do reagente A - é a constante de taxa da reação - é a concentração inicial do reagente A - é a conversão

Passo 4

Como o problema menciona que o reator possui **troca térmica**, isso implica que a temperatura é mantida constante durante a reação. Isso é importante porque a constante de taxa () geralmente depende da temperatura segundo a equação de Arrhenius: Onde: - é o fator pré-exponencial - é a energia de ativação - é a constante dos gases - é a temperatura absoluta

Passo 5

Para calcular a conversão , normalmente precisamos rearranjar a equação de balanço de matéria. No entanto, notamos que faltam informações como , , e . Sem esses valores, não podemos calcular um número específico para .

Passo 6

Apesar disso, podemos expressar a conversão em termos conhecidos. Reorganizando a equação:

Resposta

Portanto, a conversão no reator CSTR de com troca térmica é dada por: Para obter um valor numérico, seriam necessários os valores de , e .

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