Enunciado

Fluxos de metano C H 4 e oxigênio O 2 , cada qual a 25 ∘ C , 1   a t m , entram em uma célula de combustivel operando em regime permanente. Fluxos de dióxido de carbono c de água saem separadamente a 25 ∘ C , 1 ittm. Se a célula de cornbustível opera isotermicamente a 25 ∘ C , I a t m , d e - lermint o trabalho teórico miximo couc pode ser desenvolvido, em k J por kmol de metano. Ignore os efeitos dos energias cinética e potencial.

Passo 1

PREMISSAS: (1) N2 é modelado como um gás ideal (2) Os efeitos do movimento e da gravidade são ignorados.

e f = h - h 0 - τ 0 s - s 0 + v 2 2 + 9 z + e c h

= h ( T ) - h T 0 - T 0 s ∘ ( T ) - S 0 T 0 - R l n ⁡ P β + e c h

Com dados da tabela A 23, T = 660 ∘ R , T 0 = 537 ∘ R , P = 4  atm e  P 0 = 1  atm

e f = 4585.8 - 3729.5 - 537 [ 47.178 - 45.743 - 1.986 l n ⁡ 4 ] 28.01 + e c h

= 55.84 B t 16 + e C h (1)

Passo 2

avaliando e c h em relação ao problema ambiental 13.82, use a Eq, 13.40 ∘

e c h = R T 0 l n ⁡ 1 y e = 1.986 28.01 ( 537 ) l n ⁡ 1 0.7567

= 10.61 B t u l b

Com eq (1)

e f = 66.45 B t a 16

Passo 3

Usando dados da tabela A 26 para N2

Modelo 1 e - c H = 640 k J k m o l ⇒ e C H = ( 640 k J / m o l ) 0.42992 B t u / l b m o l 1 k J / k m o l 11 l b m o l 28.01 l b = 9.82 B t u l b

Modelo 2 e - c H = 720 k J k m o l ⇒ e c H = ( 720 ) ( 0.42992 ) 1 28.01 = 11.05

Para eq (1)

Modelo 1 e f = 65.66 B t u l b

Modelo 2 e f = 66.89 B t u l b

Em qualquer análise particular, apenas um modelo ambiental empurrado ele usou.

Ignoramos a diferença entre P0 = 1 atm ured com a obtenção de Eq⋅ (1) e a tabela A 26 valores PO para modelo 1

Resposta

Modelo 1 e f = 65.66 B t u l b

Modelo 2 e f = 66.89 B H 1 b

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