10) Uma mistura composta de 80% e CH4 e 20% de etano em mols é aquecida à pressão constante, de 300 a 600K. Calcule a variação de entalpia para o aquecimento de 1g.mol de mistura (1,49 x 104 J)

Question

10) Uma mistura composta de 80% e CH4 e 20% de etano em mols é aquecida à pressão constante, de 300 a 600K. Calcule a variação de entalpia para o a...

Ed · Answer

Para calcular a variação de entalpia ($ \Delta H $) para o aquecimento da mistura de gases, você pode usar a seguinte fórmula:

$$
\Delta H = n \cdot C_p \cdot \Delta T
$$

onde:
- $ n $ é o número de mols (1 mol, no seu caso),
- $ C_p $ é a capacidade calorífica a pressão constante da mistura,
- $ \Delta T $ é a variação de temperatura (600 K - 300 K = 300 K).

Primeiro, você precisa calcular a capacidade calorífica da mistura. Para isso, você pode usar as capacidades caloríficas dos componentes:

- $ C_{p, CH4} $ (metano) ≈ 35,69 J/(mol·K)
- $ C_{p, C2H6} $ (etano) ≈ 52,43 J/(mol·K)

Agora, calcule $ C_p $ da mistura:

$$
C_p = (0,8 \cdot C_{p, CH4}) + (0,2 \cdot C_{p, C2H6})
$$

Substituindo os valores:

$$
C_p = (0,8 \cdot 35,69) + (0,2 \cdot 52,43) \approx 28,552 + 10,486 = 39,038 \, \text{J/(mol·K)}
$$

Agora, substitua na fórmula da variação de entalpia:

$$
\Delta H = 1 \cdot 39,038 \cdot 300
$$

$$
\Delta H \approx 11711,4 \, \text{J}
$$

Portanto, a variação de entalpia para o aquecimento de 1 mol da mistura de 300 K a 600 K é aproximadamente 11711,4 J.

Ed · Answer

Para calcular a variação de entalpia para o aquecimento de 1 mol de mistura, você pode usar a fórmula:

ΔH = ΣnΔHf(produtos) - ΣnΔHf(reagentes)

Onde:
- Σn representa a quantidade em mols de cada componente
- ΔHf é a variação de entalpia de formação de cada componente

Você deve calcular a variação de entalpia para cada componente (CH4 e etano) individualmente e depois somar os valores ponderados pela porcentagem de cada componente na mistura. Lembre-se de converter a quantidade de 1g.mol para mols antes de realizar os cálculos.

Termodinâmica

Lista 4 Balanço Energia

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Lista 4 Balanço Energia

1) Um fluído (ρ = 1 g/cm3) escoa em uma tubulação de diâmetro interno 2 cm a uma taxa de 2 m3/h. Calcule a taxa em que a energia cinética é transportada em J/s (0,870 J/s)

6) Uma corrente de gás contendo 60% de etano e 40% de n-butano em massa é aquecida de 150 para 20K a uma pressão de 5 bar. Calcular o calor fornecido por kg de mistura, desprezando-se os efeitos de energia cinética e potencial (478 kJ/kg).

11) 100,0 g.mol de benzeno a 30°C são vaporizados a 200°C, à pressão constante de 500 kPa. Calcule ∆H para este processo. (5283 kJ)

12) Ar deverá ser comprimido das condições ambiente (300 K e 1 bar) para ser descarregado a 10 bar e 320K, com uma vazão de 10000 kg/h e tubulação de descarga de 75 mm. Calcule a potência fornecida pelo compressor. (55,8 kW)

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