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: 10.000 kg/h x 0,8 = (massa de H2SO4 na corrente de saída) x 0,5 Isolando a massa de H2SO4 na corrente de saída, temos: (massa de H2SO4 na corrente de saída) = (10.000 kg/h x 0,8) / 0,5 (massa de H2SO4 na corrente de saída) = 16.000 kg/h Agora, podemos utilizar a equação da conservação de energia para determinar a temperatura da corrente de saída: (massa de H2SO4 na corrente de entrada) x (calor específico da solução de entrada) x (temperatura de entrada) + (vazão mássica de água de resfriamento) x (calor específico da água) x (temperatura de resfriamento) = (massa de H2SO4 na corrente de saída) x (calor específico da solução de saída) x (temperatura de saída) Podemos escrever essa equação como: 10.000 kg/h x 4,18 J/(g.K) x 300 K + (vazão mássica de água de resfriamento) x 4,18 J/(g.K) x 280 K = 16.000 kg/h x 4,18 J/(g.K) x 330 K Isolando a vazão mássica de água de resfriamento, temos: (vazão mássica de água de resfriamento) = [(16.000 kg/h x 4,18 J/(g.K) x 330 K) - (10.000 kg/h x 4,18 J/(g.K) x 300 K)] / (4,18 J/(g.K) x 280 K) (vazão mássica de água de resfriamento) = 2.857,14 kg/h Portanto, a vazão mássica de água de resfriamento necessária para produzir uma corrente contendo H2SO4 a 50 % em massa e a 330 K é de 2.857,14 kg/h.