Conhecida a composição química elementar do eucalipto em base seca
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e sua umidade na base de trabalho
. Determine na base de trabalho:
O poder calorífico inferior usando o valor experimental do PCSs
O poder calorífico inferior usando o valor experimental do PCSs
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada no que a gente precisa resolver aqui. O enunciado fala sobre a composição química elementar do eucalipto em base seca e a umidade na base de trabalho. A gente precisa determinar o poder calorífico inferior (PCI) na base de trabalho, usando o valor experimental do poder calorífico superior (PCS) que é 19,42 MJ/kg.
Para isso, vamos precisar entender um pouco sobre o que são esses poderes caloríficos e como a umidade afeta o PCI. Vamos por partes!
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é o poder calorífico superior (PCS) e o poder calorífico inferior (PCI).
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Poder Calorífico Superior (PCS): É a quantidade total de energia liberada quando um combustível é completamente queimado e o vapor de água resultante da combustão é condensado.
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Poder Calorífico Inferior (PCI): É a quantidade de energia liberada quando o combustível é queimado, mas o vapor de água não é condensado. Ou seja, o PCI é sempre menor que o PCS.
A diferença entre eles está na energia necessária para condensar a água formada durante a combustão, que é perdida no PCI.
Passo 3
Agora, vamos considerar a umidade na base de trabalho. A umidade afeta o poder calorífico porque parte da energia é usada para vaporizar a água presente no combustível. Isso reduz a quantidade de energia disponível para a combustão.
A base seca significa que não estamos considerando a umidade, enquanto a base de trabalho sim, com uma umidade de 30%. Para calcular o PCI na base de trabalho, precisamos ajustar o PCI da base seca considerando essa umidade.
Passo 4
A relação entre o PCI na base seca (PCI_s) e o PCI na base de trabalho (PCI_w) pode ser aproximada pela seguinte fórmula:
Onde:
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é o poder calorífico inferior na base de trabalho. -
é o poder calorífico inferior na base seca. -
é a umidade na base de trabalho (em decimal).
Mas, antes disso, precisamos encontrar o PCI na base seca (
). Geralmente, isso pode ser estimado a partir do PCS usando a fórmula:
Onde
é a energia de vaporização da água formada na combustão.
No entanto, como não temos
diretamente, vamos simplificar assumindo que a diferença entre PCS e PCI é devido à umidade no combustível. Então, podemos ajustar o PCS para a base de trabalho considerando a umidade.
Passo 5
Dado que o PCS na base seca é 19,42 MJ/kg, e a umidade na base de trabalho é 30% (ou 0,30), podemos calcular o PCI na base de trabalho usando a fórmula simplificada:
Substituindo os valores:
Passo 6
Fazendo a conta:
Resposta
O poder calorífico inferior na base de trabalho é aproximadamente 13,59 MJ/kg.