Enunciado

14.21 Calcule a relação ar-combustível teórica, na bases mássica e molar, para a combustão do etanol.

Passo 1

Show de bolinhas pessoal, sabemos que a equação do etanol é C 2 H 5 O H , sendo assim a equação da combustão será dada por:

C 2 H 5 O H + v O 2 O 2 + 3,76 N 2 ⇒ a C O 2 + b H 2 O + c N 2

E agora pra gente descobrir os valores de a ,   b e c do balanceamento, podemos olhar pra cada uma delas separadamente, saca só, para o Carbono, temos que:

a = 2

E já para o Hidrogênio, obtemos que:

6 = 2 b

b = 3

E agora se a gente balancear o Oxigênio, vamos descobrir que:

1 + 2 v O 2 = 2 a + b

2 v O 2 = 4 + 3 - 1 = 6

v O 2 = 3

Passo 2

Belezoca, então relação ar-combustível na base molar, pode ser dada pela relação:

AC m o l = v O 2 1 + 3,76

AC m o l = 3 4 , 76

Logo, a relação ar-combustível na base molar é:

AC m o l = 14,28   ar/mol

Passo 3

Belejóia, agora a relação ar-combustível na base mássica pode ser escrita como:

AC m a s s a = v O 2 M O 2 + v N 2 M N 2 M

Onde v O 2 e v N 2 são os coeficientes estequiométricos do nitrogênio e do oxigênio, que a gente já tem bizurado pra vocês como:

v O 2 = 3 ,     v N 2 = 11,28

Enquanto M O 2 e M N 2 são as massas do oxigênio e do nitrogênio respectivamente, tal que:

M O 2 = 32 ,     M N 2 = 28,013

E M é a massa total

M = 46,07

Sendo assim a relação ar-combustível na base mássica vai ser dada como:

AC m a s s a = 3 ( 32 ) + 11,28 29,013 26,07

AC m a s s a = 8,943   ar/kg

Portanto a porcentagem de ar teórico será:

A C t e ó r i c a = AC m o l A C m a s s a

A C t e ó r i c a = 14,28 8,943 = 160 %

Resposta

AC m a s s a = 8,943   ar/kg ,     AC m o l = 14,28   ar/mol

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