Um estudante de engenharia de biocombustíveis coletou na usina amostras de bagaço de cana-de-açúcar. Pesou as amostras na usina e depois as levou ao laboratório para realizar as respectivas análises. Depois de realizar as análises de umidade, e levando em consideração as pesagens na usina, encontrou que a umidade do bagaço em base de trabalho (na usina) foi de 51%. Para a determinação do poder calorífico, a umidade de equilíbrio do bagaço foi determinada de (umidade das pastilhas de bagaço). O poder calorífico superior obtido na bomba calorimétrica resultou . Determine o poder calorífico inferior em base de trabalho (base úmida na usina). A composição elementar em base seca do bagaço resultou ; Hs=6,03%; e

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão está relacionada a termodinâmica e calorimetria. Precisamos determinar o poder calorífico inferior do bagaço de cana-de-açúcar na base úmida da usina. Para isso, vamos precisar usar os dados fornecidos sobre a umidade inicial, a umidade de equilíbrio, o poder calorífico superior e a composição elementar do bagaço.

Passo 2

Primeiro, vamos entender a diferença entre o poder calorífico superior (PCS) e o poder calorífico inferior (PCI). O PCS considera toda a energia liberada na queima, incluindo a energia da água formada a partir da combustão do hidrogênio. Já o PCI ignora essa energia, pois considera que a água permanece na fase líquida e não libera energia adicional. A relação entre eles está diretamente ligada ao conteúdo de umidade do material.

Passo 3

A fórmula para converter o PCS em PCI levando em conta a umidade é:
Onde:
  • é a porcentagem de hidrogênio na base seca.
  • é a umidade na base úmida.

Passo 4

Vamos identificar os valores que temos:
  • PCS =
  • =
  • Umidade na base úmida da usina ( ) =

Passo 5

Substituindo os valores na fórmula:
Primeiro, vamos calcular o termo da umidade:
Então:

Passo 6

Agora, subtraímos esse valor do PCS para encontrar o PCI:

Passo 7

Ajustando para duas casas decimais:

Resposta

O poder calorífico inferior do bagaço de cana-de-açúcar na base úmida da usina é de aproximadamente 18,03 MJ/kg.

Exercícios relacionados

Marque a afirmativa que completa a frase nas questões abaixo:
A radiação eletromagnética:
A) São ondas de natureza mecânica que se propagam à velocidade da luz.
B) É a variação de campos elétrico e magnético que oscilam com qualquer fase entre eles.
C) É formada exclusivamente por ondas planas polarizadas.
D) Consiste de ondas eletromagnéticas onde a oscilação dos campos elétrico e magnético estão sincronizados.
E) São ondas com o mesmo comprimento de onda da luz visível.
Marque a afirmativa que completa a frase nas questões abaixo:
Os materiais diamagnéticos
A) Possuem átomos com momento dipolar mesmo na ausência de um campo externo.
B) Podem sofrer uma transição de fase e virar ferromagnéticos
C) Desenvolvem um campo magnético interno na mesma direção que o campo externo, portanto o campo resultante tem sempre maior amplitude.
D) Reagem a um campo externo criando momentos de dipolo nos seus átomos em sentido oposto ao campo externo. E) nenhuma das anteriores.
Conhecida a composição química elementar do eucalipto em base seca ; e sua umidade na base de trabalho . Determine na base de trabalho:
O poder calorífico inferior usando a equação de Mendeliev (Cortez et al. 2008):
PCIt=339.Ct (Ot-St)-24Wt [kJ/kg]
Casca de arroz tem uma composição química elementar na base seca de ; e .
Estime o poder calorífico superior em base seca a partir da equação de Channiwala e Parikh (2002):