Equipe Gabarite
EQUIPE
09/09/2026 • 21:02
Vamos falar sobre o desempenho dos reatores CSTR e PFR e como as características da reação influenciam o volume necessário para uma conversão determinada. A questão aborda diferentes ordens e tipos de reação, além do efeito térmico sob operação adiabática.
Primeiramente, para reações de primeira ordem e reação isotérmica, sabemos que o volume do CSTR é maior que o do PFR para qualquer conversão acima de zero, porque o PFR aproveita melhor o perfil de concentração ao longo do reator. Assim, a assertiva I está correta.
Para reações autocatalíticas, o comportamento pode ser não linear e apresentar indução, fazendo com que, em uma faixa inicial de conversão, o CSTR possa ter volume menor que o PFR para a mesma conversão. Isso confirma a assertiva II como correta.
No caso de reações exotérmicas operando adiabaticamente, com aumento da temperatura a partir de reações iniciais, a constante cinética aumenta e a taxa de reação pode crescer com a conversão, podendo o volume do CSTR ser menor que o do PFR neste cenário. Portanto, a assertiva III também é correta.
Por fim, para uma reação de ordem zero, o volume do CSTR é proporcional a 1/(1 - X) enquanto para o PFR é diretamente proporcional a X. Para X = 0,5, o volume do CSTR será o dobro do volume do PFR, confirmando a assertiva IV.
Assim, todas as assertivas I, II, III e IV estão corretas, mas a questão só oferece opções parciais. A única alternativa que contempla as assertivas corretas entre as dadas é d) Apenas I, II e III, pois a IV não é contemplada em nenhuma alternativa isolada junto com as outras corretas.
Portanto, o gabarito correto é a alternativa d) Apenas I, II e III.
Primeiramente, para reações de primeira ordem e reação isotérmica, sabemos que o volume do CSTR é maior que o do PFR para qualquer conversão acima de zero, porque o PFR aproveita melhor o perfil de concentração ao longo do reator. Assim, a assertiva I está correta.
Para reações autocatalíticas, o comportamento pode ser não linear e apresentar indução, fazendo com que, em uma faixa inicial de conversão, o CSTR possa ter volume menor que o PFR para a mesma conversão. Isso confirma a assertiva II como correta.
No caso de reações exotérmicas operando adiabaticamente, com aumento da temperatura a partir de reações iniciais, a constante cinética aumenta e a taxa de reação pode crescer com a conversão, podendo o volume do CSTR ser menor que o do PFR neste cenário. Portanto, a assertiva III também é correta.
Por fim, para uma reação de ordem zero, o volume do CSTR é proporcional a 1/(1 - X) enquanto para o PFR é diretamente proporcional a X. Para X = 0,5, o volume do CSTR será o dobro do volume do PFR, confirmando a assertiva IV.
Assim, todas as assertivas I, II, III e IV estão corretas, mas a questão só oferece opções parciais. A única alternativa que contempla as assertivas corretas entre as dadas é d) Apenas I, II e III, pois a IV não é contemplada em nenhuma alternativa isolada junto com as outras corretas.
Portanto, o gabarito correto é a alternativa d) Apenas I, II e III.