Determinado gás natural tem poder calorífico superior (PCS) 42.000 kJ/kg. Sabendo que durante a combustão, cada quilograma de gás natural forma 1,6 \mathrm{~kg} de água, determine o PCI desse gás natural, considerando o calor de vaporização da água como 2.260 \mathrm{~kJ} / \mathrm{kg}.
R - 38.384 \mathrm{~kJ} / \mathrm{kg}

Passo 1

O enunciado dá o poder calorífico superior (PCS) de um gás natural como \PCS = 42000\\ \mathrm{kJ/kg} e informa que, na combustão de cada quilograma desse gás, formam-se 1,6\\ \mathrm{kg} de água. Queremos encontrar o poder calorífico inferior (PCI), levando em conta que o calor de vaporização da água é L_v = 2260\\ \mathrm{kJ/kg}. Para isso, precisamos subtrair do PCS a energia gasta para vaporizar a água formada.

Passo 2

A relação entre PCS e PCI é
\PCI = \PCS - m_{\mathrm{H_2O}}\;L_v
onde m_{\mathrm{H_2O}} = 1,6\\ \mathrm{kg} é a massa de água formada e L_v = 2260\\ \mathrm{kJ/kg} é o calor de vaporização.

Passo 3

Calculamos a energia usada na vaporização da água:
\Delta Q = m_{\mathrm{H_2O}}\;L_v = 1,6 \times 2260 = 3616\\ \mathrm{kJ}.

Passo 4

Subtraímos essa energia do PCS para obter o PCI:
\PCI = 42000 - 3616 = 38384\\ \mathrm{kJ/kg}.

Resposta

O poder calorífico inferior do gás natural é 38384\\ \mathrm{kJ/kg}.

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