Determine a temperatura adiabática de chama da combustão do metano, em condições estequiométricas.
Passo 1
O enunciado pede a temperatura adiabática de chama para a combustão estequiométrica do metano em ar. O conteúdo é o balanço de energia (entalpia) em regime adiabático, em que a entalpia dos reagentes a 298 K deve ser igual à entalpia dos produtos à temperatura de chama
. Vamos precisar da entalpia padrão de formação dos gases a 298 K e da capacidade calorífica molar aproximada (constante) de cada espécie.
Passo 2
Escrevemos a reação estequiométrica em ar (considerando ar seco com
mol de
para cada mol de
):
A entalpia-padrão de reação a 298 K é
Passo 3
Para um processo adiabático,
. Logo
Aproximando
constantes e usando valores médios (J mol
K
):
,
,
.
O total de capacidade calorífica dos produtos é
O total de capacidade calorífica dos produtos é
Passo 4
Convertendo
para joules e igualando:
Resolvendo para
:
Resposta
A temperatura adiabática de chama, nas condições dadas, é aproximadamente
.