Um engenheiro químico pede para seu colega químico estimar a quantidade de calor necessária para processar
benzeno de
a 1 atm , até vapor a
e 3 atm. O químico verifica que o ponto de ebulição normal é de
e a temperatura crítica é de 562 K , e pressão crítica é de
. o
na fases líquida e gasosa são dadas pelas expressões (as unidades estão em
e T em
.) Estime também o calor de vaporização pelas equações de Chen e Riedel e verifique com dados tabelados.
Passo 1
Resumindo o enunciado: temos uma vazão mássica de
,
de benzeno líquido a
e
,atm e queremos convertê-lo em vapor a
e
,atm. Para isso precisamos de:
- Calor sensível para aquecer o líquido de
até a temperatura de saturação à pressão de ,atm. - Calor latente de vaporização à temperatura de saturação em
,atm. - Calor sensível para superaquecer o vapor de
até à pressão final.
Passo 2
Para calcular o calor sensível do líquido, precisaríamos conhecer a temperatura de ebulição
do benzeno em
,atm e então avaliar
com
(unidades
).
Passo 3
Para o calor de vaporização, o enunciado pede para usar as correlações de Chen e de Riedel. Ambas fornecem
em função de parâmetros (critéricos e constantes empíricas). Sem que sejam fornecidas explicitamente essas correlações e seus coeficientes, não há como estimar numericamente
.
Passo 4
Para o calor sensível do vapor, precisaríamos então superaquecer o vapor de
até
à pressão de
,atm, avaliando
com
Passo 5
Como não foram fornecidos nem os coeficientes das correlações de Chen e Riedel nem dados de saturação (ou Antoine) para se obter
a
,atm, não é possível concluir os cálculos numéricos.
Resposta
Não há como estimar numericamente o calor de vaporização nem concluir o balanço de calor sem as expressões completas (e valores de coeficientes) das equações de Chen e de Riedel, nem sem os dados de temperatura de saturação em
,atm.