O bagaço de cana, que representa da cana-de-açúcar em massa, apresenta a seguinte composição mássica típica: de água, de carbono, de oxigênio e de hidrogênio. Supondo que da combustão do bagaço seja parcial ou incompleta e considerando que do bagaço produzido seja queimado na caldeira para geração de vapor numa usina, calcular por tonelada de cana moída:
- as quantidades de e de produzidas.
- a quantidade alimentada de ar supondo um excesso de .
Passo 1
Olha só, temos duas letrinhas para resolver! Vamos começar pela letra a! Ela quer as quantidades de e de que foram produzidas no processo.
Pra achar, vamos começar calculando a quantidade de bagaço de cana queimada… Primeiro temos que lembrar que se temos:
E o enunciado disse que o bagaço da cana representa da cana-de-açúcar em massa, isso quer dizer:
Então vemos que:
Logo, nossa quantidade de bagaço de cana por tonelada é:
Essa vai ser a nossa base de cálculo, beleza?
Se está acontecendo uma combustão, então nós estamos trabalhando com reação química, certo? Então vamos converter a quantidade e a composição mássica em grandezas molares!
Para isso vamos usar as relações:
e
Dando uma relembrada nas massas molares, temos:
Opa! Então isso quer dizer que:
E sendo a quantidade correspondente a , em mols, é:
Passo 2
Então a composição molar do bagaço será:
E sendo assim agora a gente só precisa lembrar das reações de combustão e encontrar as quantidades pedidas, olha só:
Show! A quantidade de , será dada por:
E a quantidade de , será:
Finalizamos a letra a!
Passo 3
Vamos agora para a letra b! Precisamos das quantidades de oxigênio teórico e alimentado, certo? Vamos achar usando a relação:
Teremos então:
Agora fazendo o mesmo para o oxigênio alimentado, temos:
Substituindo o valor que encontramos para o oxigênio teórico:
Ficaremos com:
E pra fechar vamos encontrar a quantidade de ar alimentado:
Substituindo o valor que encontramos:
Conseguimos!
Resposta
- e ;
- .