Exercício de Termodinâmica I 154

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2 + x
2
x
2 + x
2 + x
2+1-2
4
ÿ
yH2O =
xTot: 2 + x
Com apenas os componentes dados temos a reação
1
ÿ
que reduz para
0
Suponha que começamos com 2 kmol de água e deixamos dissociar x para a esquerda então
100
ÿ 2x
ou
-2x
ÿ
2 + x
1
Final
A água da combustão de hidrogênio e oxigênio puro está a 3800 K e 50 kPa. Suponha que 
tenhamos apenas H2O, O2 e H2 como gases que encontram a composição de equilíbrio.
x
2
ÿ
x
0,148674 =
2
2 + x
P ÿ
2 + x
ÿ
Mudar
=
2 - 2x
K = exp(-1,906) = P0
0
1
= 0,425 
2 + x
que em 3800 K tem uma constante de equilíbrio de A.11 como ln K = -1,906
50
ÿ 
ÿ
2x
4x3
ÿ
= 0,213; yH2 =
ÿ 2 - 2xÿ
Inicial
Tentativa e erro para resolver x = 0,54, então as concentrações são
15h46
Então nós temos
2x
2H2O ÿ 2H2 + O2
x3 = 0,297348 (1 – x)2 (2 + x)
= 0,362; yO2 =
Espécies
ÿ
(1-x)2
Sonntag, Borgnakke e van Wylen
ÿ
2 ÿ 2x 2x
yO2
yH2O
O2
22
yH2
H2O H2 _
2
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=(3-x)2
Final
Para formar água resultaria em uma temperatura de chama adiabática calculada de 4.990 K para 
uma configuração de estado 
estacionário. a. Como a temperatura adiabática da chama deve ser encontrada se a reação de 
equilíbrio 2H2 + O2 ÿ 2 H2 O for considerada? Desconsidere todas as outras reações 
possíveis (dissociações) e mostre a(s) equação(s) final(is) a ser(ão) resolvida(s).
-
+ 2x(h
3x
-
-2x
2H2 + O2 ÿ 2H2O
1-x
+ÿh
P
= -241826; ÿh
2-2x 1-x 2x
H
= 0,19; yH2 =
(2)
+ ÿHP = RH
Combustão completa de hidrogênio e oxigênio puro em uma proporção estequiométrica em Po
Mudança
-
+ (1-x)ÿh
3x
-
1Ø
2x
(2-2x)2
O2 ÿ 2 O 2 H2 O ÿ H2 + 2OH
hfH2O _
-x
= Keq(T)
(1-x)3
= 0,38 
3-x
4x2
= (2-2x)ÿh
-
yH2O =
2
Tentativa e Erro (resolver para x,T) usando as Eqs. (1) e 
(2). yO2 = 0,15; yH2 = 0,29; yH2O = 0,56] b) 
A 3800 K Keq = e1,906 (A reação é vezes -1 da tabela) x2 (3-x)(1-
x)-3 = e1,906 = 6,726 ÿ x ÿ 0,5306
Keq = 
(3-x)2
presente na mistura final?
2x
x2 (3-x)
-
2-2x
Keq = 
yH2
(T), ÿh
H2O) = Ø (1)
15h47
= Ø Inicial
3x
ntot = 2-2x + 1-x + 2x = 3-x
H2O(T)
b. Quais outras reações devem ser consideradas e quais componentes serão
c) Outras reações possíveis da tabela A.10 H2 
ÿ 2 H
1-x
a)
(
(T), ÿh
Sonntag, Borgnakke e van Wylen
= 0,43; yO2 =
Espécie H2 O2 H2 O
yO2
ó
p
HP = RH = HP
H2
ó
fH2O
2
H2
ó
O2
yH2O
ó
P0) -1,
O2
2
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