Questão 04 - Estime o poder calorífico superior (PCS, considera a água como líquido) e o poder calorífico inferior (PCI, considera a água como gás) para 1 kg de carvão com a composição mássica: C (
), H (
), O (
), S (
) e cinzas (
).
Passo 1
O enunciado pede para estimar o poder calorífico superior (PCS), que considera a água formada na combustão como líquida, e o poder calorífico inferior (PCI), que considera essa água como vapor, para
kg de carvão com composição mássica
C % , H
% , O
% , S
% , cinzas
%.
Conteúdo: usar as entalpias padrão de formação de C ,
O(l),
O(g) e S
para calcular a energia liberada por mol de cada elemento e depois converter para kJ/kg de combustível; em seguida descontar a energia de vaporização da água para obter o PCI.
C
Conteúdo: usar as entalpias padrão de formação de C
Passo 2
Calcular quantos mols de cada espécie reagente estão em
kg de carvão.
A massa de cada elemento é obtida pela porcentagem em massa sobre kg:
C: kg
g
A massa de cada elemento é obtida pela porcentagem em massa sobre
C:
H:
kg
g
forma
na reação, logo
S:
kg
g
Passo 3
Entalpias padrão de formação (produtos – reagentes):
Como os elementos C,
e S têm entalpia de formação zero, o calor liberado por elemento é:
Passo 4
Somando as contribuições, obtemos o PCS por quilograma de carvão:
Passo 5
Para o PCI descontamos a energia de vaporização da água que, no PCI, sai como vapor. A diferença de entalpia de
O(l) para
O(g) é
Como formamos
mol de água, a energia retirada é
Logo
Resposta
PCS
kJ/kg
PCI kJ/kg
PCI