A temperatura atingida quando duas correntes de fluido de temperaturas e/ou composições diferentes são misturadas adiabaticamente é denominada de temperatura de mistura adiabática. Calcule a temperatura de mistura adiabática para os seguintes casos:
Massas iguais de soluções aquosas contendo
em massa de ácido sulfúrico a
e
massa a
são misturadas.
Massas iguais de soluções aquosas contendo
Passo 1
O enunciado pede a temperatura de mistura adiabática ao misturar massas iguais de duas soluções aquosas de ácido sulfúrico: uma de
em massa a
e outra de
em massa a
. O conteúdo principal é o balanço de energia em mistura adiabática, onde não há troca de calor com o meio, e portanto a soma das entalpias iniciais deve igualar a entalpia final da mistura.
Passo 2
Calcular a composição final em ácido sulfúrico. Chamando cada massa de solução de
, temos ácido total
e massa total da mistura
. Logo a fração mássica final é
Passo 3
Escrever o balanço de entalpia adiabática:
onde
é a entalpia específica da solução de concentração
e temperatura
.
Passo 4
Para encontrar numericamente
é imprescindível dispor de dados termodinâmicos (tabelas de entalpia ou capacidades térmicas e entalpia de mistura) das soluções de ácido sulfúrico a várias concentrações e temperaturas. Sem esses dados, não há como avaliar as funções
e, portanto, não é possível calcular o valor de
.
Resposta
Não é possível determinar numericamente a temperatura de mistura adiabática pois faltam os dados de entalpia (ou capacidades caloríficas e entalpia de mistura) das soluções de ácido sulfúrico nas concentrações e temperaturas indicadas.