Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 15.Problemas - Ex. 100
Um carvão de Utah (Estados Unidos), cuja análise final (em massa) corresponde a 61,40% de C, 5,79% de , 25,31% de , 1,09% de , 1,41% de S e 5,00% de cinzas (não combustíveis),
é queimado com 25% de excesso de ar em uma caldeira industrial. Considerando uma combustão completa e sabendo que a pressão na chaminé da caldeira é de 1 atm, calcule a temperatura mínima (em °C) dos produtos de combustão antes do processo de formação da água líquida na chaminé.
Passo 1
Entendendo o problema:
O carvão é queimado com de excesso de ar. A combustão é completa e os produtos de combustão contém , CO, O, e . Os gases são ideais.
Considerando as porcentagens em massa dos constituintes dos combustíveis (carvão) dadas no enunciado, e as massas molares dos elementos obtidos na tabela A-1 do livro, é possível calcular o número de mols de cada constituinte:
O número de mols total da mistura é então:
As frações molares de cada constituinte são obtidas da razão do número de mols do constituinte pelo número de mols total. Assim:
A equação de combustão torna-se:
Passo 2
Obtendo o coeficiente a:
Pelo balanço de massa
Passo 3
Calculando a temperatura da combustão:
A temperatura pedida no problema é a temperatura de saturação do vapor d’água presente nos produtos de combustão. Sua pressão parcial é dada por:
Consultando a tabela A-5
Para P=7,96 KPa a temperatura de saturação é
Resposta
Resposta: 41,3 °C