Sabe-se que para a reação:
o calor de reação é de
.
Calcular a temperatura máxima que pode ser atingida pela queima de monóxido de carbono, a 25
, com ar, sendo a quantidade de ar:
a) estequiométrica;
b)
de excesso sobre a estequiométrica.
Dados: Capacidades térmicas médias (
):
;
; O■= 33.
o calor de reação é de
Calcular a temperatura máxima que pode ser atingida pela queima de monóxido de carbono, a 25
a) estequiométrica;
b)
Passo 1
O enunciado pede a temperatura adiabática máxima atingida na queima de 1 mol de CO, a
C, em ar seco, sabendo que
libera
a
C.
São dadas capacidades térmicas médias constantes na faixa de temperatura considerada: ,
,
.
Vamos aplicar a conservação de energia em regime adiabático (sem perdas): o calor de reação aquece os produtos.
São dadas capacidades térmicas médias constantes na faixa de temperatura considerada:
Vamos aplicar a conservação de energia em regime adiabático (sem perdas): o calor de reação aquece os produtos.
Passo 2
Em regime adiabático vale
mas como tudo parte de
C (referência
), o segundo termo é zero e sobra
Convertendo
.
Passo 3
Caso (a) – ar estequiométrico:
Para 1 mol de CO é necessária 0,5 mol de . No ar seco há 3,76 mol de
para cada mol de
, logo entra
Para 1 mol de CO é necessária 0,5 mol de
Produtos após combustão:
mol de C
e
mol de
, sem
remanescente.
Capacidade térmica total dos produtos:
Capacidade térmica total dos produtos:
Passo 4
Equacionando
Passo 5
Caso (b) – 50 % de excesso de ar:
Ar estequiométrico já era 0,5 mol mol
. Com 50 % a mais usamos
Ar estequiométrico já era 0,5 mol
Reage 0,5 mol de
; sobram 0,25 mol de
não reagido. Produtos:
mol C
+
mol
+
mol
.
Capacidade térmica total:
Capacidade térmica total:
Energia liberada aquece esses produtos:
Resposta
(a)
(b)
(b)