ITA 2021: O poder calorífico é um indicativo do potencial energético dos combustíveis, sendo que a diferença entre o poder calorífico superior (PCS)

ITA 2021: O poder calorífico é um indicativo do potencial energético dos combustíveis, sendo que a diferença entre o poder calorífico superior (PCS) e o poder calorífico inferior (PCI) equivale à energia necessária para a vaporização da água formada numa reação de combustão completa.

Sabe-se que o PCS do metano é 55 MJ.kg⁻¹ e do etanol é 30 MJ.kg–1 e que a entalpia de vaporização da água é ΔHvap, H2O = 44 kJ.mol⁻¹.

a) Calcule os valores do PCI do metano e do etanol, em kJ.mol⁻¹.

b) Sabendo que o gás natural é composto principalmente por metano e que os outros componentes possuem PCS muito inferiores ao deste gás, estime a porcentagem em massa de metano presente em um gás natural cujo PCS = 52 MJ.kg⁻¹.

c) Explique por que o PCS do metano é muito superior ao do etanol.

QUESTÃO ANTERIOR:

RESOLUÇÃO (Cursos Objetivo):
a)
ITA 2021

y = 1380 kJ liberados na queima de 1 mol de etanol que formará 3 mol de H2O, os quais necessitarão de 132 kJ de energia para vaporizar.

Cálculo de P.C.I. do etanol:

ITA 2021
ITA 2021

x = 880 kJ liberados na queima de 1 mol de CH4 que for mará 2 mol de H2O, os quais necessitarão de 88 kJ de energia para vaporizar.

Cálculo do P.C.I. do metano:

ITA 2021

b) ITA 2021

Em 1 kg de gás natural, teremos 94,5% em massa de gás metano.

c) Considerando a queima de uma mesma massa dos dois combustíveis:
1000 g de metano necessitam de 88 kJ para vaporizar 2 mol de H2O.

Em 1000 g de metano há 62,5 mol, enquanto em 1000 g de etanol, há 21,7 mol. Embora o PCS do etanol por mol seja maior que o do metano, este terá maior PCS por kg.

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