Dados:
Temperatura de alimentação
inerte = 1,5
.
de A a
.
Temperatura de alimentação
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que o exercício está nos dando e qual o objetivo. Temos dados sobre a temperatura de alimentação, potências molares de diferentes componentes (A, B, C, D), capacidades caloríficas dessas substâncias, a variação de entalpia da reação e o fluxo molar de A. Vamos precisar usar conceitos de balanço térmico e reações químicas para resolver o problema.
Passo 2
Vamos listar os dados fornecidos:
- Temperatura de alimentação:
- Potências molares:
-
- Capacidades caloríficas:
-
-
-
-
inerte =
-
- Variação de entalpia:
de A a 273 K - Fluxo molar de A:
Passo 3
O próximo passo é identificar o que precisamos calcular. Provavelmente, o exercício pede para determinar a temperatura de saída do sistema ou a quantidade de calor envolvida na reação. Vamos assumir que o objetivo é encontrar a temperatura de saída (
).
Passo 4
Para encontrar
, vamos utilizar o balanço de energia do sistema. A equação do balanço térmico é dada por:
Onde:
-
é o calor trocado (que neste caso assumimos ser zero se não há troca de calor com o ambiente). -
são os fluxos molares dos componentes. -
são as capacidades caloríficas das substâncias. -
é a temperatura de entrada ( ). -
é a temperatura de saída que queremos encontrar. -
é a variação de entalpia da reação. -
é o fluxo molar da reação.
Passo 5
Para aplicar a equação, precisamos saber a estequiometria da reação, ou seja, como os reagentes se transformam em produtos. Como essa informação não foi fornecida, não podemos determinar os fluxos molares dos produtos (B, C, D) a partir do fluxo de A.
Resposta
Não é possível calcular a temperatura de saída (
) com as informações fornecidas. É necessário conhecer a equação balanceada da reação para determinar a estequiometria e, assim, calcular os fluxos molares dos produtos envolvidos no balanço térmico.
Exercícios relacionados
Avalie a possibilidade de operação dessa unidade.
a) Caso seja impossível operar a produção desejada, especifique os motivos através de cálculos matemáticos e proponha alguma solução para o problema sugerido por você.
b) Caso seja possível operar a unidade, determine a carga térmica do segundo reator, a conversão e a temperatura da reação.
Dados complementares:
Cpa inerte
.
e
.
.
a) Caso seja impossível operar a produção desejada, especifique os motivos através de cálculos matemáticos e proponha alguma solução para o problema sugerido por você.
b) Caso seja possível operar a unidade, determine a carga térmica do segundo reator, a conversão e a temperatura da reação.
Dados complementares:
Cpa
Reação A + B
Paradox + D
Temperatura de alimentação
de
a
.
Temperatura de alimentação
Sabendo que a massa especifica da gasolina é
. Qual seria sua massa em um tanque com 10.000 litros?
Solução: ou 6,6 toneldas
Solução:
Seu chefe deseja aumentar a produção e para isso faz uma consulta a duas empresas de consultoria e pede para você, engenheiro químico, para avaliar qual das duas alternativas é a mais viável. O aumento da produção desejada exige que a conversão final seja de
do reagente
.
Propostas
- Empresa Marvel S.A consultoria.
Para alcançar a produção desejada devemos aquecer o último reator fornecendo uma carga térmica de 10000 cal/min. - Empresa Drewcorel S.A
Para alcançar a produção desejada devemos apenas diluir a alimentação fazendo com que a composição da carga seja dede B e o restante de inerte.
Dados complementares.
Cpa= 2,0; Cpb 5,0 e Cp inerte = 1,5, Cpc= 7,0 cal
de A
Fao.
.