Uma mistura gasosa de etano (C2H6) e a quantidade de ar teórico a 25°C, 1 atm, entra em um reator operando em regime permanente e queima completamente. Os produtos de combustão saem a 627°C, 1 atm. A transferência de calor do reator ocorre a uma temperatura média de superfície de 327°C. Determine:

(a)a taxa de produção de entropia no reator, em kJ/K por kmol de combustível,

(b)a taxa de destruição de exergia no reator, em kJ/K por kmol de combustível. Desconsidere os efeitos das energias potencial e cinética. Considere T0 = 25°C.

Para a combustão completa de etano com ar teórico temos

Onde 3,76 mols de acompanha cada mol de no ar

Aplicando o princípio de conservação de massa ao carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio respectivamente

• Carbono:
• Hidrogênio:
• Oxigênio:
• Nitrogênio:

A equação química balanceada é

A equação de balanço de taxa de energia no estado permanente é

O volume de controle em estado permanente, então

Onde, e para e

Das tabelas de propriedades de gás ideal, e propriedades termoquímicas em e

Um balanço de taxa de entropia no estado permanente

O combustível e o ar entram como uma mistura com e com a composição da equação LHS

A entropia absoluta do etano, oxigênio e nitrogênio da tabela de propriedades termoquímicas das substâncias com e

Os produtos saem como uma mistura com e com a composição da equação RHS

A entropia absoluta do dióxido de carbono, oxigênio, nitrogênio e água da tabela de propriedades de gás ideal

Substituindo os valores de entropia absoluta na Equação obtida no Passo 7

A taxa de destruição de exergia é dada por

Substituindo o que a gente achou no Passo 12

Do intervalo de à