Enunciado

No estado estacionário, absorve água líquida a 25∘ C, 1 atm com uma taxa de fluxo de massa de 5 kg / h e produz fluxos separados de H2 e O2, cada um a 25∘ C, 1 atm. O dispositivo opera isotermicamente em 25 ∘ c. Alega-se que uma entrada de energia de 16 kW é necessária. Avalie esta afirmação

Passo 1

O volume de controle mostrado na figura anexa opera em estado estacionário com efeito insignificante de energia cinética e potencial.) O dispositivo opera isotermicamente a 25∘ C. O plano é calcular a taxa de produção de entropia na batis que o valor dado para Wer é corretivo. Assim, em estado estacionário, um equilíbrio da taxa de entropia reduz para

0 = Q ˙ cv  / / n ˙ H 2 O T 5 + s - H 2 0 l e 1 - s - H 2 3 - 1 2 S - O 2 J 2 + σ ˙ c v / H ˙ H 20 (1)

A taxa de transferência de calor pode ser avaliada a partir de um equilíbrio da taxa de energia em estado estacionário:

O = Q c v n H 2 - O = w e r n H 2 + h - h 2 O ( l ) 1 - h - H 2 3 - 1 2 h - θ 2 2 (2)

Passo 2

Combinando eq (1) e (2)

T s σ ˙ c v n ˙ H 2 O = = - W ˙ e v H ˙ H 2 0 - - h - H 2 o ( n ) , + T s s - μ 2 3 + 1 t s - 0 2 2 - - s - H 20 ( l ) ,

Cada um dos termos h ‾ e s ‾ nesta expressão é avaliado em 25 ∘ C, latim. Então, sina TS = 25 ∘ C e g ‾ = h ‾ - T s ‾ , t t pode ser reescrito como

T s σ ˙ e V h ˙ H 2 ν = - w ˙ c v h ˙ H 2 O - g - H 2 3 + 1 2 g - θ 2 2 - - g - H 2 ( k ) 1 25 ∘ , , ( a t m ) (3)

Usando  M = 18.02  para água, a taxa de fluxo molar de  H 2 0  é

n ˙ H 2 O = m ˙ 1 M = 4 k g / h 18.02 k S / k m o l = 0.222 k m o l / h

Consequentemente

w ˙ c V n ˙ H 2 0 = - ( 14.6 k J / s ) | i 600 s / h | ( 0.222 k m o l / h ) = - 236,757 k J k m a l

Então, com q ~ f 0 dados da tabela A 25

T s σ c v n ˙ H 2 0 = 236.757 - 0 + 1 2 ( 0 ) - ( - 237,180 )

= - 423 k J k m o l ⁡ ( l b )

Resposta

= - 423 k J k m o l ⁡ ( l b )

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