Determine o poder calorífico inferior, em por de combustível e em por de combustível, a , para
- etanol líquido .
Passo 1
Oi, galerinha! Vocês sabem o que é determinar o poder calorífico inferior a ?
É calcular a energia liberada pela combustão completa do combustível, quando ele reage com oxigênio puro a e gera produtos a ! O cálculo do poder calorífico inferior é feito considerando que a combustão gera apenas vapor de . A fórmula se encontar abaixo.
onde é o somatório das entalpias dos produtos. é o somatório das entalpias dos reagentes.
é o poder calorífico do combustível em por . Pra calcular o poder calorífico do combustível em por , temos que dividir pela massa molar do combustível!
Vamos iniciar as contas, calculando as vazões molares e dos produtos e reagentes!
Passo 2
Pra achar as vazões molares precisamos escrever a equação de combustão para do combustível etano .
onde , e são os coeficientes estequiométricos da combustão.
é a vazão molar de , é a vazão molar de e é a vazão molar de .
Consideramos que de está reagindo, porque é o calor liberado por unidade de combustível queimado! Logo, a vazão molar de vale:
Os outros coeficientes são encontrados, fazendo o balanço químico da equação de combustão. Ou seja, encontramos , e igualando os elementos dos reagentes aos elementos dos produtos! Em outras palavras, os de carbono dos reagentes devem ser iguais aos de dos produtos.
Além disso, o coeficiente é encontrado através do balanço de hidrogênio . Os de dos reagentes devem ser iguais aos de dos produtos.
Por fim, achamos o coeficiente por meio do balanço de . A equação desse balanço se encontra abaixo.
Uhuuul! Achamos as vazões molares! Agora só falta achar as entalpias pra calcular os somatórios e o poder calorífico!
Passo 3
As entalpias precisam ser encontradas pra gente poder encontrar os valores dos somatórios!
A entalpia das substâncias é a soma entre a entalpia de formação e a diferença de entalpia .
é a diferença entre a entalpia da substância e a entalpia que ela teria caso estivesse a . Como os reagentes e produtos se encontram a nessa combustão, os dos reagentes e produtos valem zero. Logo todas as entalpias são iguais às entalpias de formação.
A entalpia de formação do vale zero, porque é uma substância quimicamente mais estável. A entalpia de formação do e de pode ser encontrada na tabela de entalpias de formação. Mas atenção! Devemos pegar a entalpia de formação do vapor d’água, porque o enunciado quer o poder calorífico inferior da combustão !
Com esses dados em mãos, podemos determinar os valores dos somatórios de entalpias!
Passo 4
O somatório das entalpias dos reagentes é:
Já o somatório das entalpias dos produtos vale:
Substituindo esse valores na equação de :
Os tracinhos ao lado indicam que temos que calcular o módulo. Ou seja, esses tracinhos indicam que queremos saber o valor que está dentro! Sem o sinal!
Como é o calor liberado por de combustível queimado, a unidade do é .
Como a massa molar do combustível vale , vale:
Ebaaaaaa! Calculamos os dois valores! Mandamos muito!