Determine o poder calorífico inferior (
) de um gás utilizado em um forno de aciaria, cuja composição è a seguinte:
de co.
de
de
de
de
e
de
.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão pede para determinar o Poder Calorífico Inferior (PCI) de um gás usado em um forno de aciaria. O PCI é uma medida de quanta energia é liberada quando um combustível queima completamente, sem considerar a energia perdida pela condensação da água formada durante a combustão.
Para resolver isso, vamos precisar saber a composição do gás fornecido:
- 20% de CO (monóxido de carbono)
- 10% de CO₂ (dióxido de carbono)
- 10% de H₂ (hidrogênio)
- 10% de CH₄ (metano)
- 40% de N₂ (nitrogênio)
- 10% de H₂O (água)
Vamos calcular o PCI usando as contribuições individuais de cada combustível presente no gás.
Passo 2
Primeiro, precisamos saber o PCI de cada um dos componentes combustíveis presentes no gás. Geralmente, esses valores são encontrados em tabelas específicas. Vamos assumir os seguintes valores típicos:
- CO: 12 kcal/mol
- H₂: 241.8 kcal/mol
- CH₄: 2100 kcal/mol
O CO₂ e o N₂ não contribuem para o PCI porque o CO₂ já é um produto da combustão completa do CO, e o N₂ é um gás inerte que não reage durante a combustão. A água (H₂O) também é um produto da combustão do H₂.
Passo 3
Agora, vamos calcular a contribuição de cada combustível para o PCI total do gás.
-
CO (Monóxido de Carbono):
- Fração: 20%
- PCI do CO: 12 kcal/mol
- Contribuição:
kcal/m³
-
H₂ (Hidrogênio):
- Fração: 10%
- PCI do H₂: 241.8 kcal/mol
- Contribuição:
kcal/m³
-
CH₄ (Metano):
- Fração: 10%
- PCI do CH₄: 2100 kcal/mol
- Contribuição:
kcal/m³
Passo 4
Agora, somamos as contribuições de cada componente para obter o PCI total do gás:
Resposta
O Poder Calorífico Inferior (PCI) do gás utilizado no forno de aciaria é aproximadamente 236,58 kcal/m³.
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