Enunciado

Dióxido de carbono e oxigênio em uma razão molar de 1:2 entram em um reator operando em regime permanente em fluxos separados, respectivamente, de 1 atm, 127°C e de 1 atm, 277°C. Uma mistura em equilíbrio de CO2, CO e O2 sai a 1 atm. Se a fração molar de CO da mistura de saída é 0,1; determine a transferência de calor entre o reator e sua vizinhança. Ignore os efeitos das energias cinética e potencial.

Passo 1

Fala, galera! Bora pra mais uma questãozinha boa?

Nessa questão, assumiremos que o volume de controle mostrado está em estado estático e o modelo de gás ideal será aplicado.

O primeiro passo é determinar T3 usando princípio de equilíbrios. A reação toma a seguinte forma:

1 C O 2 + 2 O 2 → x   C O + 1 - x C O 2 + 4 + x 2 O 2

De acordo com a equação 14.35 do livro, temos que:

0,1 = x ( 6 + x ) / 2 → x = 0,316

Logo,

1   C O 2 + 2 O 2 → 0,316 C O + 0,684 C O 2 + 2,158 ) ) O 2

Passo 2

No equilíbrio e de acordo com a equação 14.35 do livro, temos que:

k = 0,316 0,684 2,158 3,158 1 / 2 = 0,3819 → T 3 = 3044 K

No estado estático e já utilizando os dados da tabela de gás ideal, temos que:

Q c v n c o 2 = 415239   k J / k m o l

Resposta

Q c v n c o 2 = 415239   k J / k m o l

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