Qual é a temperatura final em um trocador de calor com escoamento em regime estacionário, aproximadamente a pressão atmosférica, nos seguintes casos:
Quando 800 kJ de calor é adicionado a 10 mols de etileno, inicialmente a
?
Quando 800 kJ de calor é adicionado a 10 mols de etileno, inicialmente a
Passo 1
O enunciado dá um escoamento estacionário de etileno a aproximadamente 1 atm, com
mol inicialmente a
. Sobre esse fluxo é fornecido
kJ de calor, em pressão constante, e pede-se a temperatura final
. O conteúdo que vamos usar é o balanço de energia em regime estacionário sob pressão constante (variação de entalpia) e a hipótese de gás ideal com capacidade calorífica molar
aproximadamente constante.
Passo 2
Em escoamento estacionário e pressão constante, o calor fornecido iguala a variação de entalpia do fluxo. Como a entalpia de um gás ideal é
, temos
Passo 3
Adotamos etileno como gás ideal com
quase constante. A título de tabela, usamos
Convertendo
para joules:
J.
Passo 4
Isolando
:
Passo 5
A temperatura inicial
em Kelvin é
Logo
Convertendo de volta para Celsius:
Resposta
Aproximadamente
K, ou seja, cerca de
.