Questões Militares de Engenharia Química e Química Industrial

Uma caldeira deve ser alimentada com metano para fornecer 10000kW de potência. O gás combustível é transportado por um gasoduto e alimenta a caldeira à temperatura de 285K e à pressão de 45atm. As perdas de energia durante a queima e as variações de energia cinética e potencial podem ser desprezadas.

No gráfico a seguir, são fornecidos dados da variação do coeficiente de correlação generalizada para o metano como uma função da pressão e da temperatura reduzidas.

Sabendo-se que a pressão crítica do metano é p_c = 45atm, a temperatura crítica é T_c = 190K e que a entalpia de combustão do CH₄ é igual a - 890kJ.mol^-1, a vazão volumétrica com que o metano deve ser alimentado na caldeira é igual a

Uma central termoelétrica, capaz de gerar 50 MW de potência, opera a uma eficiência térmica máxima de 40%.

A taxa de energia dissipada para o ambiente é

Considere a reação de queima do etanol

C₂H₅OH_(l) + 3O_2(g) →2CO_2(g) + 3H₂O_(l) Δ_cH (298 K; 1 bar) = -1368,0 kJ.mol^-1

Se a combustão ocorre em recipiente exposto, à pressão atmosférica e as espécies gasosas se comportam idealmente, a variação de energia interna por mol de etanol oxidado é

Vapor de água escoa através de uma tubulação de aço, com 5m de comprimento, 20cm diâmetro interno e 5mm de espessura, a uma vazão de 1,0 kg.s-1. O vapor entra na tubulação saturado e sai 10% liquefeito, à pressão de 1atm, conforme indicado a seguir

Dados adicionais:

k = 50 W.m^-1. °C^-1 (condutividade do aço)

H_L = 419 kJ.kg^-1 (entalpia específica do líquido saturado a 1atm)

H_V = 2677 kJ.kg^-1 (entalpia específica do vapor saturado a 1atm)

ln(r_e /r_i ) = 0,025

A quantidade de calor transferida, por condução, através da tubulação é

em que k é a condutividade térmica do aço, L é comprimento da tubulação, ri é o raio interno da tubulação e re é o raio externo, Ti e Te são as temperaturas interna e externa da tubulação, respectivamente.

A partir dos dados fornecidos, considerando-se desprezíveis as variações de energia cinética e de pressão, pode-se dizer que a temperatura na parede externa da tubulação (Te) é

A reação elementar de segunda ordem, em fase líquida

2A → B

é conduzida isotermicamente, à 40° C, em um reator batelada de 100 dm³ . A constante de velocidade, na temperatura de operação do reator, é igual a 0,2 dm³ .mol^-1.min^-1. Cinquenta mols do reagente A são adicionados puros ao reator no início do processo.

O tempo necessário, em minutos, para que 50% de A seja consumido é igual a