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 .

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