Enunciado

Metano C H 4 a 77 ∘ F 25 ∘ C , 1 atm entra c m um reator isolado operando ein regime persnanente e queima completanente com ar entrando em utn huxo separinto a 77 ∘ F 25 ∘ C , I atm. Os produtos de combustão) saem como uma mistura a 1   a t m . Para o reator, Determine o teor máximo de energia que pode ser desenvolvido se a célula operar isotermicamente

Passo 1

A reação celular é 1.72 + 1 2 O 2 → i + 20 , respectivamente

(energia) O = Q ˙ c V H ˙ H 2 - W ˙ c V H ˙ H 2 + h - H 2 + 1 2 h - O 2 - h - H 2 O ( v ) T ,   a t m

(entropia) 0 = Q ¨ W / n ˙ H 2 T b + C s - i + 2 + 1 2 s - 0 2 - s - h 2 o ( v ) T ,   1   a t m + σ w n H 2

Passo 2

W ˙ c v n ˙ H 2 = h - H 2 + 1 2 h - O 2 - h - H 2 O ( v ) - T s - H 2 + 1 2 S - 0 2 - s - i + 2 σ ( v ) - T σ ˙ ω / n H 2

W ˙ c v n ˙ H 2 i M A x = = h - f f 2 ∞ + 1 2 h - f O 2 0 - h - f 0 H 2 O + [ Δ h - ] H 2 + 1 2 [ Δ h - ] 0 2 - [ Δ n ] H 20

- T - s H 2 + 1 2 S - 02 0 - s - H 2 O ( r ) 0 ( T )

= - h - f H 2 c ( V ) + [ Δ h - ] H 2 + 1 2 [ Δ n - ] 0 2 - T s - H 2 0 + 1 2 S - O 2 0 -   s - H 2 O 0 ] ( T ) (1)

A Eq⋅ (1) é avaliada usando o seguinte código de TI:

T = 300 / / K p = 1.01325 l / b a r

Passo 3

Os resultados são

T = 300   K _ T = 400   K _   T = 500   K [ Δ h - ] H 2 (   k J / k m o l ) 53.39 2955 5877 [ Δ h - ] H 2 O ( k J / k m o l ) 62.04 3449 6918 [ Δ h - ] O 2 (   k J / k m o l ) 54.36 3030 6094 h - f ∘ H 2 O ( k J / k m o l ) - 2.418 E 5 - 2.418 E 5 - 2.418 E 5

s - H 2 O ∘ ( k J / k m o l ⋅ K )       188.9                                 198.7                   206.4   s O 2 ∘ ( k J / k m o l ⋅ K )       205.2                           213.8                 220.6

W c V n H H 2 m a x k J k m o l   2.285 E 5                 2.239 E 5               2.191 E 5

À medida que T aumenta, W ˙ c v / r ˙ H 2 max  diminui e a transferência de calor subsequente aumenta. Em princípio, trabalho adicional poderia ser desenvolvido a partir da transformação de calor. O máximo ontainable corresponde ao caso em que o transto do herói é fornecido para um ciclo de potência reverwble operando entre o cesl na temperatura T e os somatórios em t: os moles máximos iguais

1 - T 0 T Q ˙ c v / n ˙ H 2

Apenas uma solução de TI é apresentada aqui, pois as Tabelas A-23 não incluem dados para H2. Os dados para H2 podem ser encontrados na mesma fonte da Tabela A-23.

Resposta

1 - T 0 T Q ˙ c v / n ˙ H 2

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