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Enunciado

Termodinâmica - Moran e Shapiro - Princípios de Termodinâmica para Engenharia- Ed: 7º - Capítulo 13.Problemas - Ex. 63

O gás CH3OH a 25∘ C, 1 atm entra em um reator isolado operando no estado estacionário a uma temperatura de 100 ∘ C. Determine se as proteções de combustíveis saem em 1256º C, e a percentagem de ar em excesso

Passo 1

Temos a seguinte equação de balanço para o gás CH3OH

C H 3 O H + 3 2 O 2 + 3.76 N 2 → C o 2 + 2 H 2 O + 3 2 ( 3.76 ) N 2

A combustão completa de x é a quantidade teórica de ar

C H 3 O H + 3 2 × O 2 + 3.76 N 2 → C O 2 + 2 H 2 0 + 3 2 ( x - 1 ) 0 2 + 5.64 × N 2

Com os pressupostos dados, um equilíbrio dinâmico pedia para ler

0 = h ⏜ f 0 f u ∙ 1 + 3 2 x [ Δ T ] 0 2 + + 5.64 Δ h - μ 2 - h - f ∘ + Δ h - c o 2 +   2 h - f 0 + Δ h - H 2 O +

3 2 ( x - 1 ) ( Δ h - ) O 2 + 5.64 × ( Δ h - ) N 2

Passo 2

Em que T f 0 θ 2 = h - f 0 N 2 = 0

0 = h - f 0 fue  1 + 3 2 × [ h - ( 373 ) - h - ( 298 ) ] o 2 + 5.64 [ h - ( 373 ) - ħ ( 298 ) ] N 2 - h ~ f 0 + h - ( 1529 ) - h - ( 298 ) C o 2 - 2 T f 0 + h - ( 132 a ) - τ h 20 - 3 2 ( x - 1 ) [ h - ( 1529 ) - h - ( 298 ) ] O 2 -   5.64 × [ h - ( 1529 ) - h - ( 298 ) ] N 2

0 = h - f 0 f u e 1 - h → f ∘ + h - ( 1529 ) - ħ ( 298 ) c O 2 - 2 h - f 0 + h - ( 152 q ) - h - 2 a 1 H 2 0 - 3 2 × [ h - ( 1529 ) - h - ( 373 ) ] O 2

- 5.64 x [ h - ( 1529 ) - ħ ( 373 ) ] N 2 + 3 2 [ h - ( 152 a ) - h - ( 298 ) ] 0 2

Passo 3

Resolvendo para x

= - h f f u e 1 - h - f 0 + h ( 152 q ) - h - ( 298 ) c o 2 - 2 h - f 0 + ħ ( 1529 ) - h - ( 298 ) H 2 0 + 3 2 [ h - ( 1529 ) - h - ( 298 ) ] Q 2 . 5.64 [ h - ( 1529 ) - h - ( 373 ) ] N 2 + 3 2 [ h - ( 1524 ) - h - ( 373 ) ] 0 2

= - 238,810 - [ - 393520 + 72773 - 9364 ] - 2 [ - 241,820 + 59368 - 9904 ] + 3 2 [ 50353 - 8682 ] 5.64 [ 48,08610,851 ] + 3 / 2 [ 50353 - 10814 ]

= 2.0 ( 100 %  ar em excesso  )

Resposta

= 2.0 ( 100 %  ar em excesso  )

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