Qual é a quantidade de calor transferida em um trocador de calor operando com escoamento em regime estacionário, aproximadamente a pressão atmosférica, nos seguintes casos:
Quando 10 mols de (\mathrm{SO}_{2}) são aquecidos de 200 para (1100^{\circ} \mathrm{C}) ?

Passo 1

O enunciado pede o calor Q recebido por 10 mol de \mathrm{SO_2} que se aquece de 200 °C para 1100 °C, em um trocador a pressão aproximada de uma atmosfera e regime estacionário. O conteúdo principal aqui é a variação de entalpia a pressão constante, que para um gás ideal pode ser calculada por
Q = \Delta H = n \int_{T_1}^{T_2} c_p(T)\,\mathrm{d}T.

Passo 2

Converter as temperaturas para kelvin.
T_1 = 200\\ ^\circ\mathrm{C} = 200 + 273 = 473\\ \mathrm{K},\quad T_2 = 1100\\ ^\circ\mathrm{C} = 1100 + 273 = 1373\\ \mathrm{K}.
Logo, \Delta T = T_2 - T_1 = 900\\ \mathrm{K}.

Passo 3

Como o enunciado não fornece c_p(T) detalhado, vamos adotar um valor médio constante razoável para \mathrm{SO_2} nessa faixa de temperatura, retirado de tabelas termodinâmicas:
c_p \approx 37,6\\ \mathrm{J/(mol\,K)}.
Assim, a integral simplifica para
Q = n\,c_p\,(T_2 - T_1).

Passo 4

Substituindo n = 10 mol, c_p = 37,6\\ \mathrm{J/(mol\,K)} e \Delta T = 900\\ \mathrm{K}:
Q = 10 \times 37,6 \times 900 = 338\,400\\ \mathrm{J}.

Resposta

A quantidade de calor transferida é aproximadamente
Q \approx 3{,}38 \times 10^{5}\\ \mathrm{J}.

Exercícios relacionados