Monóxido de carbono é queimado a
com
de excesso de ar sobre o valor estequiométrico. Sabendo que para a reação
o calor de reação é de
, calcular a máxima temperatura possível de ser atingida pelos produtos de combustão, dados:
Capacidades térmicas médias: (
);
;
.
Capacidades térmicas médias: (
Passo 1
O enunciado trata da combustão de monóxido de carbono a
(ou
) com
de excesso de ar em relação ao valor estequiométrico. A reação principal é
Para encontrar a temperatura máxima (adiabática) dos produtos, faremos:
- balanço estequiométrico de
e vindo do ar (ar = + , ou razão molar : : 3,76); - cálculo das quantidades de produtos (C
, em excesso e ); - balanço de energia, usando capacidades térmicas médias constantes
para elevar do ponto de partida até a temperatura final.
Passo 2
Balanço de ar e produtos por 1 mol de CO:
— Estequiométrico de :
mol.
— Com de excesso,
fornecido:
— Estequiométrico de
— Com
—
correspondente do ar:
—
consumido:
mol → sobra
mol.
Logo, produtos são
Logo, produtos são
Passo 3
Energia liberada pela reação de 1 mol de CO (adiabático, sem perdas):
Essa energia aquece os produtos do estado inicial
até a temperatura final
.
Passo 4
Capacidade térmica total dos produtos (média constante):
Passo 5
Cálculo da elevação de temperatura e da temperatura adiabática:
Em grau Celsius isso corresponde a
Resposta
A temperatura máxima adiabática é aproximadamente