15 – 65 Propano gasoso ( C 3 H 8 ) é queimado em um processo de regime permanente à pressão constante de 100   k P a   com 200 %   de ar teórico. Durante o processo de combustão, 90 %   do carbono no combustível é convertido em C O 2 e 10 % é convertido em C O .

Determine

(a) a equação balanceada da combustão,

(b) a temperatura de orvalho dos produtos, em ° C , e

(c) a transferência de calor da câmara de combustão (em k J ), depois que 100   k m o l de combustível são queimados quando os reagentes entram na câmara de combustão a 25   ° C e os produtos são resfriados a 25   ° C .

Passo 1

Um esquemático para o problema é:

( a )

A equação vai ser:

Balanceando o O 2 encontramos o coeficiente estequiométrico a t h :

Assim:

A reação com 100% de excesso de ar e combustão incompleta pode ser escrita como:

E mais uma vez balanceamos o O 2 :

Finalmente a expressão será:

Passo 2

( b )

A pressão parcial de vapor de água é:

A temperatura do ponto de condensação (ponto de orvalho) dos gases do produto é a temperatura de saturação da água a esta pressão, olhando a T A B E L A   A - 5 :

Passo 3

( C )

Aplicando os princípios:

Chegamos a:

Olhando a T A B E L A   A - 5 :

E tb :

Agora podemos aplicar a fórmula de Q o u t , pegando os valores das tabela:

⇒ Q o u t = 2069120 k J k m o l C 3 H 8

Então a transferência de calor para 100 k m o l é:

Resposta

( a )

( b )

41,5 ° C

c

2 . 069 ⋅ 10 8   k J

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