Enunciado

Suponha que a Δ H para um sistema particular soluto(1)/solvente(2) é representada pela equação

Δ H = x 1 x 2 A 21 x 1 + A 12 x 2

Relacione o comportamento do gráfico Δ H ~ vs. n ˜ às características dessa equação. Especificamente, reescreva a Eq. ( A ) na forma Δ H ( n ˜ ) e então mostre que(a) l i m n ˜ → 0   Δ H ~ = 0 .(b) l i m n ˜ → ∞   Δ H ~ = A 12 (c) l i m n → 0   d Δ H ~ / d n ˜ = A 21

Passo 1

CONHECIDO Um fluxo de ar seco a 300 K, 0,1 MPa entra em uma derivação operando no estado estável e é separado em 02 puro, n2 fluxos cada um a 300 K, dados operacionais de 0,1 MPa são fornecidos.

ENCONTRE: Determine se o valor de entrada de trabalho reivindicado pode estar correto.

Esquemas e dados fornecidos

Passo 2

Premissas: (1) O volume de controle do chuveiro está em estado estacionário, com efeitos cinéficos / potenciais negativos. (2) Princípios de gás ideais aplicam-se ao ar e à saída dos fluxos de dados 0,2, N2 puros. (3) Transferência de calor com os arredores ocorrem em Tb = 300 K. (4) w4 = -1200 kJ / kmollair)

ANÁLISE: O plano é avaliar a taxa de produção de entropia, que regula a taxa de traço de calor. Consequentemente, o balanço da taxa de energia de redução dá em termos de taxas de fluxo molar

0 = Q ˙ i v - W ˙ c ν + n ˙ A i r   h _ A i r   - n ˙ O 2 h _ O 2 - n ˙ N 2 h _ N 2

Então, com h _ A I r = y c 2 h _ 0 2 + y i ν 2 h _ μ 2

0 = Q ˙ c r n A i r   - w ˙ c v n A ! r + y 0 2 h _ 0 2 + y n 2 h _ n 2 -   n ˙ o 2   n a i r   - n ˙ N 2   n a i r   h N 2

E, uma vez que os fluxos estão em 300k, isso se reduz para dar Q ˙ i v n ˙ A i r   = ω c r     r i a i r   =   - 1200 k J   k m o l i ( a i r )  

Em seguida, uma taxa de entropia balanie em estado estacionário lê

O = Q 2 C V T b + n ˙ A i r   S _ A i r     - n ˙ 0 s _ 0 2 - n ˙ n 2 s _ n 2 + σ ˙ c v

[ y 0 S _ O 2 T ν y 0 , p + y x 2 s _ N 2 T , y 2 , p ]

Então

O = Q ˙ c v / n A i T b + [ y 0 s _ O 2 T , y 0 , p +   y N 2 s _ μ 2 ( τ , y , ω , p ) ] - y 0 2 s → θ 2 T ρ   + σ c v n ˙ A i r

0 = Q ˙ c r   / n A i r   T b + + y 0 2 s _ 0 2 T , y 0 , p - S _ 02 ( T , p ) +   y N 2 S μ 2 T , y n 2 p - S N 2 ( T , ρ )   + σ ˙ c y / n ˙ A i r

Ou σ c x ˙   h a i r   ˙ = - Q c u   / n A i r   ˙ T b + R _ +   y 0 2 l n ⁡ y 0 2 + y N 2 l n ⁡ y N 2

= 1200 K J / k m o l 300 K + 8.314 + [ 0.21 l n ⁡ 0.21 + 0.79 l n ⁡ 0.79 ]

= ( 4.00 - 4,273 ) k J / k m o l ⋅ k

= - 0.273 k J / k m o l K

Conseqüentemente, como f c u < 0 ,, o valor assumido para a entrada de trabalho não pode ser válido.

Resposta

= - 0.273 k J / k m a l K

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