Atividade avaliativa 10 - Turma D
Obs. Para os exercicios 1 e 2, utilizar dados da Tabela A2
Uma corrente gasosa com vazão molar de 10.000 mols / h, contendo 70 % de etanol (C2 H5 OH) e 30 % de metanol (CH3 OH), em mols, entra em uma unidade de processo para ser aquecida. Trata-se de um processo que acontece em estado estacionário.
Calcule o calor necessário para elevar a temperatura dessa corrente de 40 a 150^circ C

Passo 1

Beleza, vamos lá! O problema fala sobre uma corrente gasosa com uma vazão molar de 10.000 mol/h, composta por 70% de etanol (C₂H₅OH) e 30% de metanol (CH₃OH). Essa corrente vai ser aquecida de 40°C para 150°C em um processo contínuo (estado estacionário). Nosso objetivo aqui é calcular quanto de calor (Q) é necessário para fazer essa elevação de temperatura.
Para resolver isso, vamos precisar saber:
  • A quantidade de cada componente na corrente (etanol e metanol).
  • A variação de temperatura (ΔT).
  • As capacidades caloríficas molares (Cp) do etanol e do metanol.
  • A fórmula para calcular o calor necessário.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a variação de temperatura:
De

Passo 3

Agora, vamos determinar quantos mols de cada componente temos na corrente:
  • Etanol (70%):
    netanol = 10.000 , mol/h times 0,70 = 7.000 , mol/h
  • Metanol (30%):
    nmetanol = 10.000 , mol/h times 0,30 = 3.000 , mol/h

Passo 4

Precisamos das capacidades caloríficas molares (Cp) de cada componente. Supondo que os valores da Tabela A2 sejam:
  • Etanol (C₂H₅OH):
    Cpetanol = 112,4 , J/mol·°C
  • Metanol (CH₃OH):
    Cpmetanol = 80,3 , J/mol·°C

Passo 5

Agora, aplicamos a fórmula do calor necessário para cada componente:
Q = n times Cp times De
Calculando para cada um:
  • Etanol:
    Qetanol = 7.000 , mol times 112,4 , J/mol·°C times 110°C = 86.570.000 , J
  • Metanol:
    Qmetanol = 3.000 , mol times 80,3 , J/mol·°C times 110°C = 26.499.000 , J

Passo 6

Somamos os calores de cada componente para obter o calor total necessário:
Qtotal = Qetanol + Qmetanol = 86.570.000 , J + 26.499.000 , J = 113.069.000 , J
Convertendo para megajoules (1 MJ = 1.000.000 J):
Qtotal = 113.069.000 , J div 1.000.000 = 113,07 , MJ

Resposta

O calor necessário para elevar a temperatura da corrente é de aproximadamente 113,07 megajoules (MJ).

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