Gás natural - GN - (considerar metano puro) flui para uma cidade através de uma tubulação com vazão de 1,793 x
dia. Se o preço do GN é de
para cada GigaJoule
produzido, qual o lucro esperado em um dia? Considerar que o sistema está a 1 atm e 289 K , e que a queima do metano ocorre segundo o mecanismo
(g). Ver tabela anexa com os calores de formação padrão.
Fórmulas:
Considere
Pa.
Calores padrão de formação em Joules/mol de substância formada:
Fórmulas:
Calores padrão de formação em Joules/mol de substância formada:
Metano |
|
|
-74520 |
---|---|---|---|
Etano |
|
|
-83820 |
Propano |
|
|
-104680 |
Dióxido de carbono |
|
|
-393509 |
Monóxido de carbono |
|
|
-110525 |
Ácido sulfúrico |
|
|
-813989 |
Agua |
|
|
-241818 |
Agua |
|
|
-285830 |
Passo 1
Beleza, vamos começar resumindo o que o exercício está pedindo.
Enunciado Resumido:
Estamos lidando com gás natural puro (metano, ) que está fluindo para uma cidade com uma vazão de
dia. O preço do gás natural é de R$ 5 para cada GigaJoule (
) produzido. Precisamos calcular o lucro esperado em um dia, considerando que o sistema está a 1 atm e 289 K, e que a queima do metano ocorre segundo a reação:
Estamos lidando com gás natural puro (metano,
Conteúdo da Matéria:
Vamos utilizar conceitos de termodinâmica, especificamente a entalpia de reação e os calores de formação padrão. Além disso, precisaremos entender como converter a energia liberada na queima do metano para GigaJoules e, finalmente, calcular o lucro com base no preço fornecido.
Vamos utilizar conceitos de termodinâmica, especificamente a entalpia de reação e os calores de formação padrão. Além disso, precisaremos entender como converter a energia liberada na queima do metano para GigaJoules e, finalmente, calcular o lucro com base no preço fornecido.
O que Precisamos:
- Calcular a entalpia da reação de combustão do metano usando os calores de formação.
- Determinar a energia total liberada pela queima do metano na vazão dada.
- Converter essa energia para GigaJoules.
- Calcular o lucro multiplicando a energia pelos R$ 5 por GigaJoule.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a entalpia da reação de combustão do metano. A entalpia da reação (
) pode ser calculada usando os calores de formação padrão (
) dos produtos e reagentes.
A fórmula para a entalpia da reação é:
Reagentes:
-
: -
: (elemento em estado padrão)
Produtos:
-
: -
:
Calculando:
Isso significa que cada mol de metano queimado libera 802.625 kJ de energia.
Passo 3
Agora, vamos calcular a energia total liberada pela queima do metano na vazão dada.
Vazão Diária:
Energia por Mol:
(o sinal negativo indica liberação de energia)
Energia Total:
Passo 4
Precisamos converter a energia total de kJ para GigaJoules (GJ).
Conversão:
Passo 5
Finalmente, vamos calcular o lucro esperado multiplicando a energia total pelos R$ 5 por GigaJoule.
Resposta
O lucro esperado em um dia é de aproximadamente R$ 7,195 × 10⁸.