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Em reator tubular de 1,2m3, uma reação irreversível de primeira ordem, conduzida a uma temperatura constante, alcança conversão de 90%. Qual o volu...

Em reator tubular de 1,2m3, uma reação irreversível de primeira ordem, conduzida a uma temperatura constante, alcança conversão de 90%. Qual o volume, em m3, do reator necessário para que a conversão atinja 99%?

A) 0,5
B) 2,4
C) 4,8
D) 6,0
E) 12

Essa pergunta também está no material:

Cópia de Prova Engenharia Processamento - 2006
11 pág.

Engenharia de Processamento Digital I Universidade Federal de UberlândiaUniversidade Federal de Uberlândia

Respostas

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Para resolver essa questão, podemos usar a equação da cinética de primeira ordem para reações irreversíveis em reatores tubulares. A equação é dada por: \[X = 1 - e^{-kV}\] Onde: - \(X\) é a conversão desejada (99% ou 0,99) - \(k\) é a constante de taxa da reação - \(V\) é o volume do reator Dado que a conversão é 90% ou 0,9 e o volume do reator é 1,2 m³, podemos calcular a constante de taxa \(k\): \[0,9 = 1 - e^{-k \times 1,2}\] \[e^{-k \times 1,2} = 0,1\] \[-k \times 1,2 = \ln(0,1)\] \[k = -\frac{\ln(0,1)}{1,2}\] Agora, podemos usar a constante de taxa para calcular o volume necessário para atingir 99% de conversão: \[0,99 = 1 - e^{-kV}\] \[e^{-kV} = 0,01\] \[-kV = \ln(0,01)\] \[V = -\frac{\ln(0,01)}{k}\] Substituindo \(k\) encontrado anteriormente, obtemos: \[V = -\frac{\ln(0,01)}{-\frac{\ln(0,1)}{1,2}}\] \[V \approx 4,8\] Portanto, a alternativa correta é C) 4,8.

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