14.55 Pentano líquido é queimado com ar seco e a análise, na base seca, dos produtos de combustão revelou o seguinte composição: 10,1 % de C O 2 , 0,2 % de C O , 5,9 % de O 2 e o restante é N 2 . Determine a entalpia de formação do combustível e a relação ar-combustível utilizada no processo de combustão.

Passo 1

Show de bolinhas pessoal, se a gente montar a equação da combustão, obtemos que:

v C C 5 H 12 + v O 2 + 3,76 v O 2 N 2 → x   H 2 O + 10,1   C O 2 + 0,2   C O + 5,9   O 2 + 83,8   N 2

Iradoso, então se a gente começar balanceando, primeiro para o carbono, obtemos que:

5 v C = 10,1 + 0,2

v C = 2,06

Balanceando também o hidrogênio:

12   v C = 2 x

x = 12,36

Continuando o balanceamento para o oxigênio:

2 v O 2 = x + 20,2 + 0,2 + 2 × 5,9

v O 2 = 22,28

E por fim, mas não menos importante, para o nitrogênio:

2 × 3,76 v O 2 = 83,8 × 2

v O 2 = 22,28

Então para 1   kmol de combustível, temos v O 2 = 10,816 ,     ϕ = 1

Passo 2

Show de bola, dessa maneira os produtos são:

C 5 H 12 + 8 O 2 + 8 × 3,76   N 2 → 6   H 2 O + 5 C O 2 + 20,08   N 2

De forma que:

H R P ∘ = H P ∘ - H R ∘ = 6   h f   H 2 O - ∘ + 5 h f   C O 2 - ∘ - h f  combustível   - ∘

Logo:

H R P ∘ = 44   983 72,151

h f  combustível   - ∘ = - 171   998 kj kmol

ϕ = A C E A C = v O 2 E v O 2 A C = 8 10,816

ϕ = 0,74

Resposta

h f  combustível   - ∘ = - 171   998 kj kmol ,     ϕ = 0,74

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