14.40 Um motor de combustão interna é alimentado com uma mistura líquida de octano com etanol. A fração molar de octano na mistura é 0,9 e a reação química no motor ocorre na relação estequiométrica. Os produtos de combustão descarregados do motor são resfriados, um trocador de calor, até que a temperatura dos produtos atinja 10 ° C , Sabendo que a temperatura e a pressão do ar aspirado pelo motor são iguais a 298   K e 100   kPa , determine o ponto de orvalho nos produtos de combustão e a massa de água condensada por quilograma de mistura combustível queimada.

Passo 1

Iradoso galerinha, a equação da reação de 0,9 octano com 0,1 de etanol é dada por:

0,9   C 8 H 18 + 0,1   C 2 H 5 O H + 11,55   O 2 + 43,428   N 2 → 8,4   H 2 O + 7,4   C O 2 + 43,428   N 2

Sendo assim, obtemos que:

y H 2 O = 8,4 8,4 + 7,4 + 43,428 = 0,1418

E a pressão relacionada é dada por:

P H 2 O = y H 2 O P t o t

P H 2 O = 14,3   kPa

De forma que o ponto de orvalho é T o r v = 52,9 ° C .

Passo 2

Show de bolinhas, e como nossos produtos são resfriados até uma temperatura de 10 ° C , podemos escrever que:

10 ° C → P H 2 O = 1,2276

Tal que:

y H 2 O = 0,012276 = x x + 7,4 + 43,428

x = 0,6317

Sendo assim a variação de água no processo é dada por:

∆ v H 2 O = 0,6317 - 8,4

∆ v H 2 O = - 7,7 kmol  de água kmol  de mistura

Portanto, a massa de água condensada é dada por:

m H 2 O   cond = - ∆ v H 2 O × 18,015 107,414

m H 2 O   cond = 1,303   kmol  de água kmol  de mistura  

Resposta

T o r v = 52,9 ° C ,     m H 2 O   cond = 1,303   kmol  de água kmol  de mistura  

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados