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Enunciado

Termodinâmica - Moran e Shapiro - Princípios de Termodinâmica para Engenharia- Ed: 7º - Capítulo 13.Problemas - Ex. 61

C H 4 at 2   s α J 1atm entra em um reator isolado operando em estado estacionário e desaba com a quantidade teórica de ar entrando em 25 ∘ C, latm. Os produtos, que contêm C O 2 , C O , H 2 O 2 O 2 , saem em 2260 K. Determine duas frações que entram que queimam até CO2, CO.

Passo 1

E ai galera tudo certinho? O enunciado pede que a gente determine as duas frações que entram que queimam até CO2, CO. O volume de controle mostrado opera em Combustão é com a quantidade teórica de alr. 3,76 mols de N2 acompanham cada mol de O2 no ar. N2 é inerte e o ar de combustão e os produtos de combustão podem ser modelados como gases ideais.

Passo 2

A equação da reação assume a forma

C H 4 + 2 O 2 + 7.52 N 2 → × C O 2 + ( 1 - x ) C O + 2 H 2 O t 1 - x 2 O 2 + 7.52 N 2

Em que h ‾ = h ‾ f 0 + Δ h ‾ 1 e notando que h ‾ f = 0 para O 2 e N 2

O = h - f 0 C H y + [ 0 ] - x h - f 0 + Δ h - c o 2   - ( 1 - x ) h - f 0 + Δ h - c 0 - 2 h - f 0 + Δ h - H 2 O

- 1 - x 2 ( Δ h - ) U 2 - 7.52 ( Δ h - ) N 2

Passo 3

Com dados da tabela A 23 e 25

0 = ( - 74,850 ) - x [ - 393,520 + ( 116,594 - 9364 ) ] - ( 1 - x ) [ - 110,530 + ( 74,882 - 8668 ) ] - 2 [ - 241,820 + ( 96089 - 9904 ) ] - 1 - x 2 [ 77781 - 8682 ] - 7.52 [ 74220 - 8669 ]

Ou 0 = ( - 74,850 ) - x [ - 286,290 ] - ( 1 - x ) ] [ - 44,317 ] - 2 [ - 155,635 ] - 1 - x 2 ( 69,099 ) - 492,944

0 = ( - 74,850 ) - ( - 44,317 ) - 2 ( - 155,635 ) - 69,099 2 - 492,944 - x - 286,290 + 44,317 - 69,099 2

x = ( - 74,850 ) + 44,317 + 2 ( 155,635 ) - 69,099 / 2 - 492,944 ( - 286,290 + 44,317 - 69,099 / 2 )

= - 246.757 - 276,523 = 0.892 ⇒ 89.2 %  de carbon o  para  C O 2

10.8 %  de carbon o  para  C O

Resposta

89.2 %  de carbon o  para  C O 2

10.8 %  de carbon o  para  C O

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