Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 15.Problemas - Ex. 108
Determine a mais alta temperatura possível que pode ser obtida quando a gasolina líquida (considerada ) a 25 °C é queimada em regime permanente com ar a 25 °C e 1 atm. Qual seria a sua resposta se, em vez do ar, fosse usado oxigênio puro a 25 °C para queimar o combustível?
Passo 1
Entendendo o problema:
A constituição desse problema, é semelhante ao problema 107, sendo adotada a mesma estratégia de resolução. O processo se dá com gases ideais em estado estacionário e a combustão é adiabática, além de não haver transferência por trabalho. O balanço de energia é dado por:
(1)
Ou seja, a soma da entalpia dos reagentes é igual a dos produtos.
Com os reagentes estão no estado padrão, e as entalpias de formação de são nulas, pois são substâncias puras, a equação (1) se reduz a:
(2)
Passo 2
A equação de combustão teórica para o processo é dada por:
Consultando os valores tabelados:
Aplicando a equação (2) aos coeficientes da equação de combustão:
Que conduz a:
(3)
Dividindo a equação (3) pelo somatório do número de mols, temos que , cujo valor de entalpia é próximo ao do à temperatura de . é escolhido por haver muito mais quantidade do que na equação.
A temperatura de chama será então próxima a , porém um pouco abaixo devido as contribuições de . Testando (3) com valores um pouco menores de temperatura, encontra-se que está entre 2350 e 2400 K. O valor interpolado para a temperatura é
Passo 3
(item b):
Considerando uma combustão com oxigênio puro ao invés da mistura de que constitui o ar, a equação de combustão torna-se:
Aplicando (2) aos coeficientes da equação de combustão
O que leva a:
(4)
Usando o mesmo procedimento do item a, com a equação (4), a temperatura de cama obtida é de
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)