Introdução aengenharia quimica

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO PARANÁ - CCET Professor Emerson Martim

Fundamentos de Processos

ENERGIA E BALANÇOS DE ENERGIA
1 INTRODUÇÃO Problemas típicos que podem ser resolvidos usando balanço de energia: a) quanta potência (energia/tempo) é necessária para bombear 1250 gal/min de água a partir de um tanque para outra unidade de processo? A resposta determina as características da bomba a ser usada. b) Quanto calor é necessário para converter 200 kg de água a 300K para vapor a 450K? c) Uma mistura de hidrocarbonetos é destilada, produzindo uma corrente de líquido e uma de vapor, com vazões e composições conhecidas. O calor é fornecido pela condensação do vapor saturado a pressão de 15 bar. Em qual velocidade que o vapor deve ser fornecido para processar-se 2000,0 mol / h de alimentação? d) Quanto carvão deve ser queimado por dia para produzir calor suficiente para gerar vapor para movimentar as turbinas para produzir eletricidade suficiente para satisfazer as necessidades de uma população de 50000 habitantes? Nesta parte da matéria veremos como os balanços de energia são formulados e aplicados. 2 – FORMAS DE ENERGIA: A 1° Lei da Termodinâmica A energia total de um sistema tem 3 componentes: energia cinética; energia potencial e energia interna. Energia cinética (Ec) É a energia associada à velocidade (u) de um corpo (ou de um sistema) em relação à vizinhança. Usando SI, a energia cinética é calculada como: Ec = mv 2 m2 ∴ [Ec ] = kg 2 = J 2 s

A energia cinética específica (por unidade de massa) será dada por: Ec =
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Ec u 2 J = ∴ [ec ] = m 2 kg

Energia potencial (Ep) É a energia associada à força de atração exercida por um campo gravitacional sobre a massa m de um corpo (ou de um sistema), situada em um nível h em relação a um nível de referência. Usando o SI, a energia potencial fica:

m E p = mgh ∴ E p = [mgh] = (kg ) 2 (h ) = kg.m 2 .s −2 = J s 
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