Calcule a taxa de variação de entalpia em um processo de aquecimento de uma corrente de
de
para
, com vazão de
DADOS:
Cp
, para Cp em kJ
e T em
Desconsidere mudanças na energia cinética e potencial.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado pede para calcular a taxa de variação de entalpia quando uma corrente de nitrogênio (
) é aquecida de
para
. A matéria envolvida aqui é Termodinâmica, especificamente a parte que trata de entalpia e capacidade calorífica. Para resolver isso, vamos precisar da fórmula que relaciona a variação de entalpia com a capacidade calorífica à pressão constante (
), a massa molar e a mudança de temperatura.
Passo 2
Primeiro, vamos entender a fórmula que vamos usar. A taxa de variação de entalpia (
) pode ser calculada pela fórmula:
Onde:
-
é a vazão molar (em mol/s) -
é a capacidade calorífica a pressão constante (em ) -
é a variação de temperatura (em )
Passo 3
Vamos identificar e organizar os dados que temos:
- Temperatura inicial,
- Temperatura final,
- Vazão molar,
No entanto, a vazão molar geralmente é dada em mol/s. Parece que há uma confusão nas unidades fornecidas. Vamos considerar que
para seguir com o cálculo.
Passo 4
Vamos calcular a variação de temperatura:
Passo 5
Agora, precisamos calcular o
médio para o nitrogênio nessa faixa de temperatura. A expressão fornecida para
é:
Vamos calcular
em
e
e depois tirar uma média.
Para
:
Para
:
Agora, a capacidade calorífica média:
Passo 6
Agora que temos todos os valores, vamos calcular a taxa de variação de entalpia:
Resposta
A taxa de variação de entalpia no processo é aproximadamente
.