O gás cloro deve ser aquecido de 100^circ C e 1 atm até 200^circ C.
Calcule a taxa de entrada de calor ( kW ) necessária para aquecer uma corrente de gás escoando a 5,0 kmol / s a pressão constante.

Passo 1

O exercício diz que a gente tem Cl₂ (gás diatômico) fluindo a 5,0 kmol/s, na pressão constante de 1 atm, e quer aquecê-lo de 100 °C até 200 °C.
Conteúdo: termodinâmica de gases ideais em processo de pressão constante.
O que vamos precisar:
  • A equação do calor em fluxo estacionário: .
  • Saber que, para um gás diatômico ideal, .
  • Valor da constante dos gases .

Passo 2

Primeiro, definimos a variação de temperatura:
De

Passo 3

Agora calculamos o calor específico molar a pressão constante para gás diatômico:
bar cp = 72,R = 72times 8,314 Jmol;K = 29,099 Jmol;K

Passo 4

O fluxo molar é
dot n = 5,0 kmol/s = 5,0times 10^3 mol/s

Passo 5

Aplicamos a fórmula do calor em regime estacionário e processo a pressão constante:
dot Q ;=;dot n;bar cp;De

Passo 6

Fazendo as contas:
dot Q =5,0times10^3times29,099times100 =14,549,500 J/s approx1,45495times10^7 W
Convertendo para kW:
dot Q approx 1,45495times10^4 kW approx1,45times10^4 kW

Resposta

A vazão de calor necessária é cerca de
boxed1,45times10^4 kW

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