Responda às questoes abaixo: Uma reação tem energia de ativação
. Qual a variação porcentual da taxa de reação se a temperatur é aumentada de 300 para 310 K ? (R: 264%)
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos uma reação química com uma energia de ativação de
. Queremos descobrir quanto a taxa dessa reação aumenta, em porcentagem, quando a temperatura sobe de 300 K para 310 K. Para resolver isso, vamos usar a Equação de Arrhenius, que nos ajuda a relacionar a taxa de reação com a temperatura e a energia de ativação.
Passo 2
A Equação de Arrhenius é dada por:
Onde:
-
é a constante de taxa da reação. -
é o fator pré-exponencial. -
é a energia de ativação. -
é a constante dos gases ( ). -
é a temperatura em Kelvin.
Essa equação mostra que, quanto maior a temperatura, maior a taxa de reação, pois a exponencial fica menos negativa.
Passo 3
Para encontrar a variação percentual da taxa de reação com a mudança de temperatura, precisamos calcular a razão entre as constantes de taxa nas duas temperaturas e depois converter isso em porcentagem. A fórmula fica assim:
Onde:
-
é a constante de taxa na temperatura (300 K). -
é a constante de taxa na temperatura (310 K).
Passo 4
Vamos substituir os valores na fórmula:
Primeiro, calculamos a diferença dos inversos das temperaturas:
Passo 5
Agora, multiplicamos essa diferença por
:
Passo 6
Calculamos a exponencial desse valor:
Passo 7
Para encontrar a variação percentual, subtraímos 1 e multiplicamos por 100%:
Resposta
A taxa de reação aumentou em aproximadamente 264% quando a temperatura passou de 300 K para 310 K.
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Dois reatores de mistura em série foram utiliza dos para o estudo da cinética de uma reação de decomposição de A em fase líquida, cuja alimentação é introduzida no primeiro reator com uma concentração de
. e uma vazão de
.
O volume de cada reator, bem como a concentração de saída em cada um deles, encontra-se na tabela abaixo.
O volume de cada reator, bem como a concentração de saída em cada um deles, encontra-se na tabela abaixo.
|
|
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---|---|---|
Volume
|
10 | 40 |
|
1,02 | 0,61 |
Determine a equação de velocidade desta reação
Uma placa quadrada de 50 cm de lado dissipa calor a
no ar a uma temperatura ambiente de 25
com coeficiente de convecção igual a
. Para aumentar a taxa de transferência de calor nesta superfície foram instaladas 50 aletas de uma liga de alumínio (condutividade térmica:
) retangulares de 1 mm de espessura e 10 cm de comprimento, estendendo-se na placa de um lado a outro. Calcular o percentual de aumento obtido na taxa de transferência de calor e a eficiência global da superfície aletada, considerando que o valor do coeficiente de conveç̧ão permanecerá inalterado. Resposta: 889,7 % e Eficiência global:
.
Responda às questoes abaixo: Dada a reação
. qual a relação entre as taxas de formação e desaparecimento dos três componentes da reação?
Dispõe-se de duas barras cilíndricas muito longas e delgadas de mesmo comprimento. Uma barra é de alumínio e tem condutividade térmica
, mas a condutividade térmica
da outra barra é desconhecida. Para determinar esta condutividade térmica, uma extremidade de cada barra é termicamente acoplada a uma superfície metálica mantida a uma temperatura
. Ambas as barras perdem convectivamente calor, com um coeficiente de transferência de calor
para o ambiente a uma temperatura
. A temperatura da superfície da barra de alumínio em
da base é a mesma que a temperatura da barra do material de condutividade térmica desconhecida a
20 cm da mesma base. Determine a condutividade térmica
, da segunda base.