2.36 Considere que
de CO fluem por um trocador de calor a
.
(a) A que taxa o calor tem que ser fornecido (em kW ) para elevar o fluxo para
?
(b) Considere a mesma vazão molar de
-hexano e a mesma taxa de entrada de calor calculadas no item (a). Sem fazer qualquer cálculo, explique se você espera que a temperatura final do
-hexano será mais alta ou mais baixa que
.
(a) A que taxa o calor tem que ser fornecido (em kW ) para elevar o fluxo para
(b) Considere a mesma vazão molar de
Passo 1
O enunciado diz que temos um fluxo de
,
de monóxido de carbono
entrando a
e
,
e que queremos aquecê-lo até
. O conteúdo da matéria é balanço de energia para escoamento de gás ideal, usando a variação de entalpia sensível
.
Passo 2
Escrevemos a taxa de calor necessária
como
Aqui
fica em
se
estiver em
e
em K.
Passo 3
Dois pontos importantes:
- Para um gás ideal, a diferença de temperatura em Celsius e Kelvin são numericamente iguais, então
,K. - A capacidade calorífica molar do
pode ser tomada como
, .
Substituindo:
Convertendo para kW:
Passo 4
Se agora em vez de
tivéssemos o mesmo fluxo molar de
-hexano e aplicássemos exatamente a mesma taxa de calor
, a variação de temperatura resultante seria
. Como o
-hexano é uma molécula maior e possui
bem maior que o do
, o quociente
será menor do que no CO. Logo, a elevação de temperatura será menor e a temperatura final ficará abaixo de
.
Resposta
(a)
(b) A temperatura final do -hexano será mais baixa que
.
(b) A temperatura final do