Qual a quantidade de calor necessária para aquecer
de propano de
até
em um trocador de calor que opera a 1 atm.
Passo 1
Vamos entender o que a questão está pedindo. Precisamos descobrir a quantidade de calor necessária para aquecer um fluxo de propano. Estamos trabalhando com termodinâmica, mais especificamente com calorimetria. Para resolver isso, vamos precisar da quantidade de substância (em kmol/s), da variação de temperatura e da capacidade calorífica do propano.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar os dados fornecidos:
- Quantidade de propano: 12 kmol/s
- Temperatura inicial: 20°C
- Temperatura final: 400°C
- Pressão: 1 atm
Embora a pressão seja mencionada, para calcular o calor necessário, podemos focar na variação de temperatura e na capacidade calorífica, assumindo que a pressão constante não afeta diretamente nosso cálculo.
Passo 3
Vamos calcular a variação de temperatura (
). Isso é simplesmente a diferença entre a temperatura final e a inicial:
Passo 4
Agora, precisamos da capacidade calorífica molar do propano a pressão constante (
). Para o propano (
), o valor de
é aproximadamente
.
Passo 5
A fórmula para calcular a quantidade de calor (
) é:
Onde:
-
é o calor -
é a quantidade de substância -
é a capacidade calorífica molar a pressão constante -
é a variação de temperatura
Passo 6
Vamos substituir os valores na fórmula:
Lembrando que
, temos:
Passo 7
Agora, vamos calcular os valores:
Primeiro, multiplicamos os números:
Como
, podemos converter para watts:
Resposta
A quantidade de calor necessária é aproximadamente
W.