14.52 Metano é queimado, em câmaras de combustão e em regime permanente, com dois oxidantes:

  1. Oxigênio puro, O 2 .
  2. Uma mistura de O 2 com x de argônio.

As câmaras são alimentadas a T 0 e p 0 e os produtos de combustão, nos dois casos, saem da câmara a 1800   K . Determine a relação de equivalência no caso a e a quantidade de argônio, x , para a mistura estequiométrica do caso b .

Passo 1

Show de bolinhas pessoal, vamos fazer um de cada vez, saca só:

Para a reação estequiométrica temos v = 2 , agora para a reação real, vamos obter que:

C H 4 + c O 2 → C O 2 + 2   H 2 O + v - 2 O 2

A equação da energia é escrita como:

H R ∘ = H P ∘ + ∆ H P ,   1800

Tal que:

∆ H P ,   1800 = H R ∘ - H P ∘

∆ H P ,   1800 = h f combustível - O + 0 - h f   C O 2 - O - 2 h f   H 2 O - O - 0

∆ H P ,   1800 = - 74   873 - - 392   522 - 2 - 241   826 = 802   301   kJ/kmol

Onde h C O 2 - = 79   432 , h H 2 O - = 62   693 , h O 2 - = 51   674 (todos em kJ/ kmol )

Dessa maneira, vamos descobrir que:

∆ H P ,   1800 = 101   470 + v 51   674 = 802   301

v = 13,56 ,     ϕ = A C E A C = 2 13,56 = 0,1475

Passo 2

Show de bola, agora na letra (b), como temos a presencia de argônio no processo, nossa equação da combustão fica:

C H 4 + 2 O 2 + 2 x   A r → C O 2 + 2   H 2 O + 2 x   A r

Tal que:

∆ H P ,   1800 = 79   432 + 2 × 62   693 + 2 x × 0,52 × 39,948 1800 - 298

∆ H P ,   1800 = 204   818 + x   62   402 = 802   301

Logo:

x = 9,575   k mol

Resposta

  1. v = 13,56 ,     ϕ = A C E A C = 2 13,56 = 0,1475
  2. x = 9,575   k mol
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