Dez mil (10.000) kg ⋅ h−1 de uma solução 80 % em massa de H2SO4 em água a 300 K são continuamente diluídos com água resfriada a 280 K para produzir...

Para resolver esse problema, podemos utilizar a equação da conservação de massa: (massa de H2SO4 na corrente de entrada) = (massa de H2SO4 na corrente de saída) Podemos escrever essa equação como: (0,8 x 10.000 kg/h) = (0,5 x 10.000 kg/h + massa de água adicionada) Isolando a massa de água adicionada, temos: massa de água adicionada = (0,8 - 0,5) x 10.000 kg/h = 3.000 kg/h Agora, podemos utilizar a equação da conservação de energia para determinar a temperatura da corrente de saída. Como não há troca de calor com o ambiente, podemos escrever: (calor específico da solução de H2SO4) x (massa da solução de H2SO4 na corrente de entrada) x (temperatura da solução de H2SO4 na corrente de entrada) + (calor específico da água) x (massa de água adicionada) x (temperatura da água adicionada) = (calor específico da solução de H2SO4) x (massa da solução de H2SO4 na corrente de saída) x (temperatura da solução de H2SO4 na corrente de saída) Substituindo os valores conhecidos, temos: (1,38 J/g.K x 8.000 kg/h x 300 K) + (4,18 J/g.K x 3.000 kg/h x 280 K) = (1,38 J/g.K x 10.000 kg/h x 330 K) Resolvendo essa equação, encontramos: temperatura da solução de H2SO4 na corrente de saída = 330 K Portanto, a corrente de saída contém H2SO4 a 50% em massa e está a uma temperatura de 330 K.