13 Exercícios - efeitos térmicos

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Disciplina: Termodinâmica I Professora: Djolse N. Dantas 
Exercícios – Efeitos Térmicos 
1) Valores obtidos na literatura para o calor latente de vaporização em J.g-1, são fornecidos na tabela a seguir para alguns líquidos 
puros a 0°C. 
 H a 0°C 
Clorofórmio 270,9 
Metanol 1189,5 
Para estas substâncias, calcule: 
(a) O valor do calor latente a Tn usando a equação de Watson, dado o valor de 0°C. (245 J/g e 1055,2 J/g) 
(b) O valor do calor latente Tn usando a equação de Riedel. (247,7 J/g e 1195,3 J/g) 
(c) Compares os valores obtidos com os valores listados de Hn na tabela B.2 do apêndice B. 
2) Qual é a quantidade de calor transferida em um trocador de calor em regime estacionário, aproximadamente à pressão 
atmosférica, nos seguintes casos: 
(a) Quando 10 mols de SO2 são aquecidos de 200°C para 1100°C? (Q = 470,073 kJ) 
(b) Quando 12 mols de propano são aquecidos de 250°C a 1200°C? (Q = 1,946 x 10³ kJ) 
3) Qual a quantidade de calor necessária quando 10.000 kg de CaCO3 são aquecidos, à pressão atmosférica, de 50 °C a 880°C? (Q = 
9,4315 x 106 kJ) 
4) Combustíveis formados por hidrocarbonetos podem ser produzidos a partir do metanol pela reação: 
6 CH3OH(g)  C6H12(g) + 6 H2O(g) 
Compare o calor de combustão padrão, a 25°C, de 6C3HOH(g) com o calor padrão de combustão, a 25°C, do C6H12. Em ambos os 
casos, os produtos da reação são CO2(g) e H2O (g) (Htotal(metanol) = -4.058.910 J; H (C6H12) = -3.770.012 J) 
5) Determine o calor padrão de reação para cada uma das seguintes reações a 25°C: 
(a) 4 NH3 (g) + 5 O2 (g)  4 NO(g) + 6 H2O (g) [-905.460J] 
(b) CaC2 (s) + H2O (l)  C2H2(g) + CaO (s) [-61.980 J] 
(c) 2 Na(s) + 2H2O(g)  2NaOH(s) + H2(g) [-367.582J] 
(d) 6NO2 (g) + 8NH3 (g)  7N2(g) + 12H2O(g) [-2.732.016 J] 
(e) CO2(g) +3H2(g)  CH3OH(g) + H2O(g) [-48.969 J] 
(f) 2 H2S(g) + 3O2(g)  2H2O (g) + 2SO2 (g) [-1.036.036 J] 
6) Determine o calor padrão de algumas das reações do problema 4: item (a) a 500°C; item (d) a 650°C e o item (e) a 590°F. 
[(a) -900.739 J; (d) -2.716.381 J; (e) -59.918 J] 
7) Etileno gasoso e vapor d’água, a 320°C e na pressão atmosférica, são alimentados em um reator de um processo químico como 
uma mistura equimolar. O processo produz etanol pela reação: 
C2H4(g) + H2O(g)  C2H5OH(l) 
O etanol líquido sai do processo a 25°C. Qual a transferência de calor associada ao processo global por mol de etanol produzido? 
(Q = -115.653 J) 
8) 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, que entra no reator a 125°C e na pressão atmosférica. Se 60% da H2O são 
convertidos em H2 e se a corrente de produto deixa o reator a 425°C, qual a quantidade de calor que deve ser retirada do reator 
para cada mol de gases na alimentação? (Q = - 4710,7 J) 
9) Um processo para a produção de 1,3-butadieno resulta da desidrogenação catalítica, à pressão atmosférica, do 1-buteno, de 
acordo com a reação: 
C4H8(g)  C4H6(g) + H2(g) 
Para evitar reações paralelas, a corrente de alimentação do 1-buteno é diluída com o vapor d’água na razão de 10 moles de 
vapor d’água por mol de 1-buteno. A reação é conduzida isotermicamente a 525°C, e nessa temperatura 33% do 1-buteno são 
convertidos em 1,3-butadieno. Que quantidade de calor é transferida para o reator por mol de 1-buteno alimentado? (Q = 
38.896 J)