A gasolina (considerada neste exercício) é queimada continuamente com o ar em um motor a jato. Considerando que a razão ar-combustível é de por ar/ de combustível, determine a porcentagem de ar teórico usada durante esse processo.
Passo 1
E aí, meus chuchus! Como anda a vida?
Então vamos levantar esse ânimo, fazendo um maravilhoso exercício de combustão!
O enunciado quer que a gente calcule a divisão entre a quantidade de de ar da combustão de e a quantidade de de sem excesso de ar! Essa divisão é igual à porcentagem de ar teórico.
Nós calcularemos a partir do valor de razão ar-combustível que o enunciado nos deu! Pra fazer isso, temos que lembrar que a massa de ar da combustão é igual a multiplicada pela massa molar do ar.
No próximo passo aprenderemos a calcular !
Passo 2
A quantidade de ar teórico a gente vai calcular, balanceando a combustão completa e sem excesso de ar (sem nos produtos) de . Repare que na equação abaixo nós consideramos que apenas de está reagindo. Nós fazemos essa escolha, porque a quantidade de de combustível não interfere no cálculo da porcentagem de ar teórico!
onde , , e são os coeficientes estequiométricos da combustão.
Para achar , temos que achar , e ! Sabe por que?
Como o ar é formado por e , a quantidade de ar teórico é uma soma da quantidade de de com a quantidade de de . Logo:
Para encontrar , devemos encontrar antes e .
O coeficiente é encontrado através do balanço de carbono . Para a quantidade de ficar balanceada, os de dos reagentes devem ser iguais aos de dos produtos.
Já o coeficiente é determinado por meio do balanço do hidrogênio . Os de dos reagentes devem ser iguais aos de dos produtos.
Por fim, achamos o coeficiente , fazendo o balanço de oxigênio . Os de dos reagentes t��m que ser iguais aos de dos produtos.
Substituindo na fórmula de :
Agora só falta achar no próximo passo pra gente conseguir calcular a porcentagem de ar teórico que o enunciado quer!
Passo 3
Como mostrado no passo 1, é achado a partir de que o enunciado nos informou!
Logo, só falta achar a massa de pra encontrar . é igual ao de multiplicado pela massa molar de . vale segunda tabelas de gases perfeitos. Logo, vale:
Além disso, a massa molar de ar presente na fórmula de vale segundo tabelas de gases perfeitos.
Substituindo esses valores na equação de :
Substiuindo e na fórmula de porcentagem de ar teórico, descobrimos que:
Aeeee! Com esse resultado, descobrimos que de ar teórico é usado nessa combustão!!