A reação em fase gasosa:
acontece em um reator, no qual entram
da mistura, a
. A porcentagem molar de entrada consiste de
de
de
e
de
. Calcule o calor transferido considerando que a mistura de reação sai a
e a pressão de operação é igual a 1 atm .
Passo 1
O enunciado descreve uma reação gasosa
que recebe
,kmol/h de mistura a
com composição molar de
de
,
de
e
de
. A conversão de
é
e o efluente sai a
,
,atm.
O que precisamos fazer é:
. Fazer balanço de mols para achar as vazões de saída de cada componente.
. Calcular o calor de reação padrão
a
.
. Somar o calor de reação (endotérmico) com o calor sensível necessário para elevar toda a mistura de
a
.
O que precisamos fazer é:
Passo 2
Balanço de mols por hora na alimentação (
kmol/h):
Conversão de
de
reagiram
Logo, consumos e produções por hora:
Total de saída:
kmol/h.
Passo 3
Calor de reação padrão a
. Usando entalpias de formação aproximadas (kJ/mol):
Calcula-se
Como a reação é endotérmica, cada mol reage absorvendo
kJ.
Passo 4
Dados médios de capacidade calorífica constantes (kJ,kmol
,K
):
Variação de temperatura
K.
Passo 5
Calor sensível para aquecer cada componente da alimentação (referência
) até
:
Substituindo
de saída:
Somando
Passo 6
Calor total necessário (
kmol/h de reação):
Em potência:
Resposta
O calor transferido ao reator é de aproximadamente
positivo pois é necessário fornecer calor para aquecer e conduzir a reação endotérmica.