Lista 4 - Com resolução

Prévia do material em texto

Termodinâmica I para Engenharia Química 
Prof. Eduardo R. A. Lima 
Lista 4 
 
1. Determine o calor padrão das reações seguintes, a 25oC: 
a. 4NH3(g) + 5 O2(g) → 4NO(g) + 6H2O(g) 
b. 3NO2(g) + H2O(l) → 2HNO3(l) + NO(g) 
c. 6NO2(g) + 8NH3(g) → 7N2(g) + 12H2O(g) 
d. CH3OH(g) + 0,5 O2(g) → HCHO(g) + H2O(g) 
 
2. Qual o calor padrão das reações anteriores a 500oC? 
 
3. O calor de combustão da uréia (NH2)2CO(s), a 25oC, é igual a 631600 J/mol. Os produtos 
desta combustão são: CO2(g), H2O(l) e N2(g). Calcule o calor padrão de formação da 
uréia a 25oC. 
 
4. Amônia gasosa entra no reator de uma planta de ácido nítrico misturada com 30% a mais 
do ar seco necessário para a conversão completa de amônia em óxido nítrico (NO) e 
vapor d’água. Os gases entram no reator a 75oC, a conversão é de 80%, não ocorrem 
reações paralelas e o reator opera adiabaticamente. Calcule a temperatura dos gases ao 
deixarem o reator. Admita gases ideais. 
 
5. Hidrogênio é produzido segundo a reação: CO(g) + H2O(g) → CO2(g) + H2(g). A 
corrente alimentada no reator é uma mistura equimolar de monóxido de carbono e vapor 
d’água, a 125oC. Sabendo que 60% da água são convertidos em H2 e a corrente de 
produto deixa o reator a 425oC, qual a quantidade de calor retirada do reator por mol de 
H2 produzido? 
 
6. Calcule a entalpia e a entropia residuais do n-butano a 500oC e 50 bar, utilizando: 
a. Equação de Redlich-Kowng. 
b. Equacao de Peng-Robinson. 
c. Equacao do virial truncada, com correlação de Pitzer para B. 
 
7. Vapor d’água superaquecido, a 500 kPa e 300oC, expande-se isentropicamente até 50kPa. 
Calcule a variação de entalpia usando: 
a. O modelo de gás ideal, com Cp = 2.1 kJ/kg (constante), sabendo que 
Tsat(50kPa) = 81,35oC e ΔHvap = 2305 kJ/kg. 
b. A tabela de vapor d’água 
 
8. Propano gasoso a 100oC é comprimido isotermicamente de uma pressão inicial de 1 bar 
até uma pressão final de 10 bar. Estime a variação de entalpia e de entropia, usando: 
a. A equação dos gases ideais. 
b. A equação de Soave-Redlich-Kwong. 
c. Correlações generalizadas.