Determine o poder calorífico inferior, em kJ por kmol de combustível e em kJ por kg de combustível, a 25^{\circ} \mathrm{C}, 1 atm para:
(d) Octano líquido (C8H18).

Passo 1

O enunciado pede o poder calorífico inferior (PCI ou LHV) do octano líquido \mathrm{C_8H_{18}(l)} a 25^\circ\mathrm{C} e 1 atm. Vamos usar termoquímica básica: balanço de entalpia de reação com dados de entalpias padrão de formação.

Passo 2

Escrevemos a reação de combustão completa, em que a água sai como vapor (condição do LHV):
\mathrm{C_8H_{18}(l)} \;+\; 12,5\,\mathrm{O_2(g)} \;\longrightarrow\; 8\,\mathrm{CO_2(g)} \;+\; 9\,\mathrm{H_2O(g)}

Passo 3

Listamos as entalpias padrão de formação \Delta H_f^\circ a 25^\circ\mathrm{C}:
\Delta H_f^\circ[\mathrm{C_8H_{18}(l)}] = -249,9\;\mathrm{kJ/mol}
\Delta H_f^\circ[\mathrm{CO_2(g)}] = -393,5\;\mathrm{kJ/mol}
\Delta H_f^\circ[\mathrm{H_2O(g)}] = -241,8\;\mathrm{kJ/mol} \Delta H_f^\circ[\mathrm{O_2(g)}]=0\;\mathrm{kJ/mol}.

Passo 4

Calculamos a entalpia da reação:
\Delta H_\mathrm{rxn} = \Bigl[8\cdot(-393,5)+9\cdot(-241,8)\Bigr] - \Bigl[-249,9 + 12,5\cdot0\Bigr] =-5\,074,3\;\mathrm{kJ/mol\\ fuel}.
Como a reação libera calor, o PCI (LHV) é
\mathrm{LHV}=-\Delta H_\mathrm{rxn} =5\,074,3\;\mathrm{kJ/mol\\ de\\ C_8H_{18}}.

Passo 5

Para expressar por kmol e por kg:
Primeiro, por kmol de combustível:
\mathrm{LHV} =5\,074,3\;\mathrm{kJ/mol}\times10^3 =5,0743\times10^6\;\mathrm{kJ/kmol}.
Depois, achamos a massa molar do octano:
M(\mathrm{C_8H_{18}})=8\times12,01+18\times1,008 =114,2\;\mathrm{g/mol}=0,1142\;\mathrm{kg/mol}.
Logo, por quilograma de combustível:
\mathrm{LHV} =\frac{5\,074,3\;\mathrm{kJ/mol}}{0,1142\;\mathrm{kg/mol}} \approx44\,440\;\mathrm{kJ/kg}.

Resposta

O poder calorífico inferior do octano líquido é: \displaystyle 5,0743\times10^6\;\mathrm{kJ/kmol} \displaystyle 4,4440\times10^4\;\mathrm{kJ/kg}

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