Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 15.Problemas - Ex. 96
Uma amostra de 1 g de determinado combustível é queimada em um calorímetro que contém 2 kg de água na presença de 100 g de ar na câmara de reação. Considerando que a temperatura
se eleva em 2,5 °C quando o equilíbrio é estabelecido, determine o poder calorífico do combustível, em kJ/kg
Passo 1
Entendendo o problema:
O problema consiste no fornecimento de uma quantidade de água devido à queda de certa quantidade de combustível na câmara de reação. O processo é ilustrado na Figura 1. Todo calor gerado na queima é utilizado no aquecimento da água. O problema pede então o poder calorífico do combustível. Em outras palavras, a quantidade de energia por massa de combustível que é fornecida à água.
Figura 1: Calorímetro com água, aquecida pela combustão de um combustível em presença do ar
Passo 2
Dados:
Calor Específico da Água (c):
Massa da água no sistema:
Considerando a água como o sistema, temos um sistema fechado cujo o balanço de energia da primeira lei da termodinâmica se reduz a:
(1)
Uma vez que não há troca de energia por meio de trabalho ( a variação da energia interna é dada por:
(2)
Assim:
(3)
Sendo a variação de temperatura da água provocada pelo calor fornecido ao sistema.
Passo 3
Calculando o poder calorífico
Aplicando a equação (3):
Ou seja, o calor transferido é de combustível. Assim, o poder calorífico do combustível é de 20900 kJ/Kg de combustível.
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)