Considere as informações a seguir para responder à questão.
No processo de Haber-Bosch para a produção de amônia, são empregadas pressão e temperatura elevadíssimas. Após a reação em fase gasosa, ocorre a condensação da amônia líquida, empregada como fertilizante para a agricultura ou ainda para diminuir a acidez do solo.
Seja a equação não balanceada da reação desse processo dada a seguir.
\( a\,\,N_{2(g)} + b\,H_{2(g)} \rightarrow c\,NH_{3(g)} \)
Um reator industrial de mistura completa para a produção de amônia, de volume igual a 50.000 L, operando continuamente a 500 ºC e pressão de 200 atm, em regime permanente, recebe uma corrente gasosa a uma vazão de 10 m3/h, cuja densidade média é 60kg/m3, contendo apenas N2 e H2 em proporção equimolar. No reator, considera-se que só ocorre a reação de formação de amônia, com conversão de 90%. A corrente gasosa da saída do reator, cuja vazão volumétrica é a mesma da entrada, é parcialmente resfriada em um trocador de calor de correntes paralelas, para a posterior condensação da amônia líquida.
No trocador de calor de correntes paralelas, empregado para o resfriamento parcial da corrente de saída do reator, a corrente gasosa entra a 500 ºC e sai a 260 ºC, e o fluido refrigerante entra a 5 ºC e sai a 95 ºC. O coeficiente global de transferência de calor (limpo) para o trocador é 250 W/m2.K, e as resistências de depósito para os fluidos quente e frio são, respectivamente, 0,0015 e 0,0045 m2.K/W.
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Dado |
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| Número | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| In | 0,7 | 1,1 | 1,4 | 1,6 | 1,8 | 2,0 | 2,1 | 2,2 | 2,3 |
Sabendo-se que a quantidade de calor transferido é igual a 150 kW, a área de troca térmica, expressa em m2, é igual a