Um analista avalia o volume necessário para atingir uma conversão intermediária (Xₐ = 5) comparando um Reator de Mistura Perfeita (CSTR) e um Reator de Fluxo Pistão (PFR), ambos operando com a mesma vazão volumétrica e concentração de alimentação. Considere uma reação elementar em fase líquida homogênea do tipo A → Produtos, operando adiabaticamente. Com base no Princípio do Desempenho de Reatores e na análise do Diagrama de Levenspiel, analise as seguintes assertivas a respeito do desempenho, volume e comportamento térmico desses reatores:
I. Se a reação for de primeira ordem (−rₐ = kCₐ) e operada de forma rigorosamente isotérmica, o volume do CSTR será matematicamente superior ao volume do PFR para qualquer conversão maior que zero.
II. Se a reação for autocatalítica (−rₐ = kCₐCProdutos), existirá uma faixa de conversão inicial onde o volume do CSTR projetado será menor do que o volume do PFR para atingir a mesma conversão.
III. Se a reação for exotérmica e operada adiabaticamente, a taxa de reação pode aumentar com a conversão devido ao efeito da temperatura na constante de Arrhenius; nesse cenário cinético-térmico específico, o volume do CSTR pode resultar inferior ao do PFR.
IV. Para uma reação de ordem zero (−rₐ = k), o volume necessário para atingir a conversão de 50% no CSTR será exatamente o dobro do volume necessário no PFR.
Quais estão corretas?