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Enunciado

Termodinâmica - Moran e Shapiro - Princípios de Termodinâmica para Engenharia- Ed: 7º - Capítulo 13.Problemas - Ex. 54

Gás octano C 8 H 18 a 25 ∘ C entra em um motor a jato e queima completamente com 300 % de ar tcórico, que entra a 25 ∘ C , I atm, com uma vazão volumétrica de 42   m 3 /s. Os produtos de combustāo sacm a 990 K , 1 atrn. Se o combustível e o ar entram com velocidades desprezíveis. Determine o maior valor de aquecimento para e m   wi  kJ/ kmol   e   k J / k g . 

Passo 1

A equação de reação para combustão completa com a quantidade teórica de ar é

C 8 H 18 + 12.50 2 + 47 N 2 → 8 C O 2 + 9 H 2 O + 47 N 2

A entalpia da combustão em 25°C, 1 atm

h - R P 0 = 8 h - f 0 C O 2 + q h f 0 ¯ H 2 O ( l ) - h - f 0 c 8 H 18

= 8 ( - 393,520 ) + 9 ( - 285 ) 830 ) - ( - 249,910 ) = - 5,470,720 K J / k m o i C 8 H 18

H H V ¯ = 5,470,720 × J / k m 01 C 8 H 18

HHV = 5,470.720 k J / k m a l ⁡ C 8 H 18 114.22 k g / k m o l C 8 H 18 = 47,896 k J kg ⁡ C 8 H 18

Passo 2

Este valor está de acordo com a entrada da Tabela A-25.

H2(g). A reação da equação é

H 2 + 1 2 O 2 + 1.88 N 2 → m 2 + 1.88 N 2

A entalpia da combustão em 25°C, 1 atm

h - R P 0 = h f 0 H 2 O ( t ) = - 285,830 k J / k m o l H 2

= 2 ( - 285,030 ) + ( - 393,520 ) - ( - 238,810 ) × 726,370 k J / k m o l C H 3 O H

Consequentemente

H H V ¯ = 726,370 × 2 / k m O l C H 3 O H

H H V = 726,370 32.05 - = 22,664 k J k g C H 3 O H

Este valor combina com a entrada da Tabela A.25

Passo 3

C 4 H 10 ( q ) _ . A reação da equação é

C 4 H 10 + 6.5 O 2 + 3.76 N 2 → 4 C O 2 + 5 H 2 O ( l ) + 24.44 N 2

A entalpia da combustão em 25°C, 1 atm

h - R P 0 = Δ h - f 0 c o 2 + 5 h - f 0 h 2 0 - h - f 0 c 4 h 10

= 4 ( - 393,520 ) + 5 ( - 285,830 ) - ( - 126,150 )

= - 2,877,0.0 K J / k m o l C 4 H 10

H H V ¯ = 2,877,010 k J / k m o l C 4 H 10

H H V = 2,877,080 58.12 = 49,502 k J k g C 4 H 10

Este valor combina com a entrada da Tabela A.25

Resposta

49,502 k J k g C 4 H 10

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