O gás natural (metano) é um combustível utilizado, em usinas termelétricas, na geração de eletricidade, a partir da energia liberada na combustão.
Em Ibirité, região metropolitana de Belo Horizonte, está em fase de instalação uma termelétrica que deveria ter, aproximadamente, uma produção de
de energia elétrica. Considere que a energia térmica liberada na combustão do metano é completamente convertida em energia elétrica. Nesse caso, a massa de
lançada na atmosfera será, aproximadamente, igual a:
a) 3 toneladas/hora
b) 18 toneladas/hora
c) 48 toneladas/hora
d) 132 toneladas/hora
Dada
a) 3 toneladas/hora
b) 18 toneladas/hora
c) 48 toneladas/hora
d) 132 toneladas/hora
Dada
Passo 1
Beleza, aqui o enunciado diz que a gente queima metano (CH₄) segundo a reação
A usina precisa gerar
kJ de energia por hora, e a ideia é converter toda a energia térmica em elétrica. A pergunta é: qual a massa de CO₂ jogada na atmosfera por hora?
Conteúdo envolvido: estequiometria e calor de reação (entalpia). Vamos precisar usar a entalpia por mol para descobrir quantos mols de CH₄ (e, consequentemente, de CO₂) são queimados a cada hora, e depois transformar mols de CO₂ em massa usando a massa molar.
Conteúdo envolvido: estequiometria e calor de reação (entalpia). Vamos precisar usar a entalpia por mol para descobrir quantos mols de CH₄ (e, consequentemente, de CO₂) são queimados a cada hora, e depois transformar mols de CO₂ em massa usando a massa molar.
Passo 2
Primeiro, calculamos quantos mols de metano são necessários para gerar
kJ.
Como a reação libera 800 kJ para cada mol de CH₄, basta dividir a energia total pela entalpia por mol:
Como a reação libera 800 kJ para cada mol de CH₄, basta dividir a energia total pela entalpia por mol:
Cada mol de CH₄ gera 1 mol de CO₂ (veja a estequiometria da reação), então:
Passo 3
Agora convertemos mols de CO₂ em massa. A massa molar dada é
. Logo:
Em toneladas (
):
Resposta
A massa de CO₂ lançada na atmosfera será de aproximadamente 132 toneladas por hora (opção d).