Estabeleça a relação estequiométrica da combustão e estime a taxa de emissão de CO2 dotm.

Passo 1

Primeiro, vamos entender o que a pergunta está nos pedindo. Precisamos estabelecer a relação estequiométrica da combustão, que é como balanceamos os reagentes e produtos numa reação de combustão completa. Além disso, vamos estimar a taxa de emissão de dióxido de carbono ( CO2) em termos de fluxo de massa ( dotm). Para isso, vamos precisar conhecer a fórmula química do combustível e entender um pouquinho de química básica sobre reações de combustão.

Passo 2

Vamos considerar que o combustível é um hidrocarboneto genérico com a fórmula CxHy. Na combustão completa, esse hidrocarboneto reage com o oxigênio ( O2) do ar para produzir dióxido de carbono ( CO2) e água ( H2O). A reação geral fica assim:
CxHy + ( x + y4 ) O2 x CO2 + y2 H2O

Passo 3

Agora, vamos balancear essa equação. Cada átomo de carbono no combustível vai produzir uma molécula de CO2 e cada par de átomos de hidrogênio vai produzir uma molécula de água. O coeficiente de O2 é calculado para que o número de átomos de oxigênio seja igual nos reagentes e nos produtos.

Passo 4

Para estimar a taxa de emissão de CO2 ( dotmCO2), precisamos saber a taxa de consumo do combustível ( dotmcomb). A partir da relação estequiométrica, determinamos quantas moles de CO2 são produzidas por mole de combustível queimado.
dotmCO2 = x cdot MCO2Mcomb cdot dotmcomb
Onde:
  • MCO2 é a massa molar do CO2 (44 g/mol),
  • Mcomb é a massa molar do combustível ( CxHy).

Resposta

A relação estequiométrica da combustão completa de um hidrocarboneto CxHy é:
CxHy + ( x + y4 ) O2 x CO2 + y2 H2O
E a taxa de emissão de dióxido de carbono é dada por:
dotmCO2 = x cdot 44MCxHy cdot dotmcomb

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