Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 15.Problemas - Ex. 113
O metano (CH4 ) é queimado com quantidade estequiométrica de ar. Determine o trabalho máximo que pode ser produzido, em Btu/lbm de combustível, considerando que o ar, o combustível e os produtos estão a 77 °F e 1 atm
Passo 1
Opaaa,quantidade estequiométrica, reação de combustão....unidades inglesas..
CALMA, vem comigo que você vai ver que é bem tranquilo!!
Vamos começar escrevendo a reação de combustão do metano, , vamos considerar que a reação vai ser completa e que os gases tem comportamento ideal:
Mas e o nitrogênio presente no ar?!
Ele é é inerte, ou seja, não reage!
Para calcular o trabalho máximo, fazemos:
Substituindo os produtos e reagentes, temos:
Passo 2
Chegamos em uma equação pra , mas onde a gente acha os dados?!
O problema não nos diz o número de mols de reagentes, nem de produtos, mas ele diz que a queima acontece de forma estequiométrica, ou seja proporcional a reação!
Se eu tenho eu vou precisar de e vou gerar e
Agora, pra você que ta com medo dessas unidades eu vou te dar uma dica! No anexo a tabela tem os dados de função de formação de gibbs para e :
Substituindo:
Chegamos em:
Para eu achar o valor de foi calculado usando uma base em mols, para eu converter isso para uma base de massa de combustível, precisamos dividir esse valor pela massa molar do , que é:
Logo:
Calculando:
Aweeee!