Determinar o poder calorífico inferior de uma mistura gasosa de
em volume de propano e
em volume de n-butano, a partir dos calores de combustão seguintes:
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de poder calorífico inferior de uma mistura gasosa! A gente tem uma mistura com 60% de propano (
) e 40% de n-butano (
) em volume. Para resolver isso, vamos precisar saber os calores de combustão de cada gás e fazer uma média ponderada com base nas porcentagens de cada um na mistura.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é poder calorífico inferior (PCI). O PCI é a quantidade de calor liberada quando um combustível é queimado completamente, sem considerar a energia do vapor d’água formada durante a combustão. Nesse caso, já temos os calores de combustão fornecidos para o propano e o n-butano.
Passo 3
Vamos listar os calores de combustão fornecidos:
- Propano (
): - n-Butano (
):
Passo 4
Como a mistura é de 60% propano e 40% n-butano em volume, podemos assumir que essas porcentagens também representam a fração molar, já que volumes de gases ideais são proporcionais ao número de moles.
Então, se tivermos 100 moles da mistura:
- Moles de propano:
- Moles de n-butano:
Passo 5
Agora, vamos calcular o calor total da mistura multiplicando o número de moles de cada gás pelo seu respectivo calor de combustão:
- Calor do propano:
- Calor do n-butano:
Passo 6
Somando os calores dos dois gases, temos o calor total da mistura:
Passo 7
Para encontrar o poder calorífico inferior da mistura, vamos dividir o calor total pela quantidade total de moles:
Resposta
O poder calorífico inferior da mistura gasosa é de
.
Exercícios relacionados
Um carvão nacional apresenta a seguinte análise imediata: umidade
; matéria volátil
; carbono
; cinza
. Utilizando a fórmula de Gouthal, estimar o PCS desse carvão.
Uma mistura gasosa de propano e butano é queimada com excesso de ar. A análise de Orsat dos fumos revelou a seguinte composição:
e
. Determinar a porcentagem de ar em excesso utilizada.
Um carvão mineral apresenta a seguinte análise elementar:
;
; umidade
; cinza
. Utilizando os calores de combustão das frações combustíveis, determinar o poder calorífico superior e o poder calorífico inferior desse carvão.
Um carvão mineral apresentou a seguinte análise imediata: umidade
; matéria volátil=
; carbono fixo
; cinza
. Utilizando a fórmula de Gouthal, estabelecer uma estimativa do PCS desse carvão mineral.