Determine o poder calorifico inferior, em kJ por kmol de combustivel e em kJ por kg de combustivel, a 25 C , 1 atm para:
c) Propano gasoso (C3H8).

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular o poder calorífico inferior (PCI) do propano gasoso (C₃H₈) tanto em kJ por kmol de combustível quanto em kJ por kg de combustível. Para isso, vamos usar a termodinâmica de combustão, ou seja, vamos calcular a entalpia de combustão do propano.

Passo 2

Primeiro, vamos escrever a reação de combustão completa do propano. Quando o propano queima completamente em presença de oxigênio, ele forma dióxido de carbono (CO₂) e vapor d’água (H₂O). A equação balanceada fica assim:
C3H8 + 5,O2 3,CO2 + 4,H2O

Passo 3

Agora, vamos usar as entalpias padrão de formação ( De=ntes) ) dos reagentes e produtos para calcular a entalpia de combustão ( ). As entalpias de formação são valores que indicam a energia necessária para formar uma mole de um composto a partir de seus elementos nas condições padrão.
Valores típicos:
  • da C₃H₈ (g) = -103,8 kJ/mol
  • do CO₂ (g) = -393,5 kJ/mol
  • da H₂O (g) = -241,8 kJ/mol
  • do O₂ (g) = 0 kJ/mol (como é um elemento na forma padrão)
A fórmula para a entalpia de combustão é:

Passo 4

Vamos calcular cada parte:
Produtos:
  • 3 mol de CO₂: kJ
  • 4 mol de H₂O: kJ
  • Total dos produtos: kJ
Reagentes:
  • 1 mol de C₃H₈: kJ
  • 5 mol de O₂: kJ
  • Total dos reagentes: kJ

Passo 5

Agora, aplicamos na fórmula:
De
Isso significa que a combustão de 1 mol de propano libera 2043,9 kJ de energia.

Passo 6

Vamos converter esse valor para kJ por kmol e kJ por kg.
kJ por kmol:
Como temos 1 kmol de C₃H₈ que corresponde a 1000 mol, multiplicamos:
2043,9 kJ/mol times 1000 = 2.043.900 kJ/kmol
kJ por kg:
Primeiro, calculamos o peso molecular do propano (C₃H₈):
  • Carbono ©: 12,01 g/mol × 3 = 36,03 g/mol
  • Hidrogênio (H): 1,008 g/mol × 8 = 8,064 g/mol
  • Peso molecular total: 44,094 g/mol times 1000 = 44,094 kg/kmol g/mol
Convertendo para kg/kmol:
2.043.900 kJ/kmol44,094 kg/kmol approx 46.375 kJ/kg
Agora, dividimos o PCI por kmol pelo peso molecular:

Resposta

O poder calorífico inferior do propano gasoso (C₃H₈) a 25°C e 1 atm é de aproximadamente 2.043.900 kJ/kmol e 46.375 kJ/kg.

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