Enunciado

O queimador de um maçarico de corte é alimentado com acetileno (gás) a 25 ° C e 100   K P a . Calcule a temperatura adiabática de chama quando o acetileno é queimado com 100 % de ar teórico a 25 ° C e quando é queimado com 100 % de oxigênio teórico a 25 ° C .

Passo 1

HELLO GALERA, como vocês estão? Espero que bem! Para esse problema, começaremos descrevendo as reações químicas descritas nas duas situações:

a) C 2 H 2 + 2.5   O 2 +   2.5   x   3.76   N 2 → 2   C O 2 +   1   H 2 O + 9.4   N 2

b) C 2 H 2 + 2.5   O 2 → 2   C O 2 +   1   H 2 O

Com os dados obtidos da reação química, poderemos calcular a entalpia tanto dos reagentes quanto dos produtos, dessa forma, conseguiríamos calcular a temperatura utilizando métodos de interpolação; Usaremos as seguintes equações para o calculo da entalpia:

H R = h - f C 2 H 2 * (1)

Para a situação (a): H P = 2 - 393   522 +   ∆ h - C O 2 * +   1 - 241   826 +   ∆ h - H 2 O * +   9.4   ∆ h - N 2 * (2)

Para a situação (b): H P = 2 - 393   522 +   ∆ h - C O 2 * +   1 - 241   826 +   ∆ h - H 2 O * (3)

Q C V = H P -   H R (4)

Com isso, podemos começar a resolver o problema.

Passo 2

Primeiramente, começaremos pela situação (a), na qual iremos calcular a entalpia dos reagentes e produtos utilizando a equação (1) e a equação (2), juntamente com a tabela A.10:

H R = h - f C 2 H 2 * =   + 226   731   k J / k m o l

H P = 2 - 393   522 +   ∆ h - C O 2 * +   1 - 241   826 +   ∆ h - H 2 O * +   9.4   ∆ h - N 2 *

Substituindo os resultados acima na equação (4):

Q C V = H P -   H R

Q C V =   2 ∆ h - C O 2 * +   1 ∆ h - H 2 O * +   9.4   ∆ h - N 2 *

Q C V =   1   255   601   k J

Aplicando métodos de interpolação obtemos por tentativa e erro esses valores:

L H S 2800 = 1   198   369

L H S 3000 = 1   303   775

Logo, o R H S através da interpolação linear possui o valor de:

T P = 2909   K

Terminado a situação (a), vamos para a situação (b)!

Passo 3

Iremos calcular a entalpia dos reagentes e produtos utilizando a equação (1) e a equação (3), juntamente com a tabela A.10:

H R = h - f C 2 H 2 * =   + 226   731   k J / k m o l

H P = 2 - 393   522 +   ∆ h - C O 2 * +   1 - 241   826 +   ∆ h - H 2 O *

Substituindo os resultados acima na equação (4):

Q C V = H P -   H R

Q C V =   2 ∆ h - C O 2 * +   1 ∆ h - H 2 O *

Q C V =   1   255   601   k J

Aplicando métodos de interpolação obtemos por tentativa e erro esses valores:

L H S 2800 = 989   859

L H S 3000 = 913   901

Logo, o R H S através da interpolação linear possui o valor de:

T P = 7400   K

É isso galera, provamos com sucesso! Até depois, bons estudos e sempre contem com o responde aí para ajudá-los!

Resposta

a) T P = 2909   K

b) T P = 7400   K

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