Determinado gás natural tem poder calorífico superior (PCS) 42.000
. Sabendo que durante a combustão, cada quilograma de gás natural forma
de água, determine o PCl desse gás natural, considerando o calor de vaporização da água como
.
Passo 1
Beleza, aqui a questão é de Termodinâmica, mais especificamente sobre poder calorífico de um combustível. O enunciado diz que um gás natural tem poder calorífico superior (PCS) de 42 000 kJ/kg e, quando queima, gera 1,6 kg de água para cada quilo de gás. Também sabemos que o calor de vaporização da água é 2 260 kJ/kg. O que precisamos encontrar é o poder calorífico inferior (PCI) desse gás.
Passo 2
Primeiro, vamos entender a diferença entre PCS e PCI.
- PCS é a energia total liberada na combustão, incluindo o calor que veio da condensação do vapor d’água.
- PCI é a energia útil, sem contar o calor de condensação do vapor d’água que sai como vapor quente.
Então, para passar de PCS para PCI, a gente simplesmente subtrai o calor que ficou “preso” no vapor da água.
Passo 3
O calor “preso” no vapor é igual à massa de água formada vezes o calor de vaporização. Em fórmula LaTeX:
onde
Passo 4
Agora calculamos esse calor:
Passo 5
Finalmente, o PCI é o PCS menos esse calor do vapor:
Substituindo os valores:
Resposta
O poder calorífico inferior (PCI) do gás natural é 38 384 kJ/kg.