Etileno gasoso e vapor de água, a
e na pressão atmosférica, são alimentados em um reator de um processo químico como uma mistura equimolar. O processo produz etanol pela reação:
O etanol sai do processo a
. Qual é a transferência de calor associado ao processo global por mol de etanol produzido?
Passo 1
Temos o processo a pressão constante com a reação
Os reagentes entram a
e o produto sai a
. Para achar a transferência de calor por mol de etanol, precisamos:
. Calcular a entalpia padrão de reação a
,
.
. Ajustar essa entalpia para a temperatura de reação (
) via Lei de Kirchhoff.
. Calcular o calor cedido ao resfriar o etanol líquido de
até
.
. Somar os efeitos a fim de obter o calor total transferido.
Passo 2
Entalpia padrão de reação a
:
Com valores típicos (kJ/mol):
,
,
.
Logo
Logo
Passo 3
Para levar essa entalpia de
a
, aplicamos Kirchhoff:
Usando cp médios aproximados (J/mo
):
,
,
.
Assim, para :
Assim, para
Logo
Passo 4
Depois da reação, o etanol líquido é resfriado de
a
. O calor removido é
(o sinal negativo indica calor cedido pelo etanol).
Passo 5
O calor total transferido no processo global por mol de etanol é a soma da entalpia de reação a
(liberação) mais o calor retirado no resfriamento: