Enunciado

Calcule o PCs e o PCi do combustível n-octano gasoso ( C 8 H 18 ). Compare seus resultados com os valores da Tab. A–27.

Passo 1

A combustão está completa.

Os produtos de combustão contêm C O 2 ,   H 2 O e N 2 .

Gases de combustão são gases ideais.

As massas molares de C ,   O 2 ,   H 2 e ar são 12, 32, 2 e 29 kg / kmol, respectivamente (Tabela A-1).

Passo 2

A reação de combustão com ar estequiométrico é

C 8 H 18 + 12.5   ( O 2 + 3.76   N 2 ) → 8 C O 2 + 9 H 2 O + 47 N 2

Tanto os reagentes quanto os produtos são considerados no estado de referência padrão de 25 ° C e 1 atm para o cálculo dos valores de aquecimento. A transferência de calor para este processo é igual à entalpia de combustão. Observe que N 2   e   O 2 são elementos estáveis ​​e, portanto, sua entalpia de formação é zero. Então,

q = h C = H P - H R = ∑ N P h ̄ ° f , P - ∑ N R h ̄ ° f , R = ( N h ̄ ° f ) C O 2 + ( N h ̄ ° f ) H 2 O - ( N h ̄ ° f ) C 8 H 18

Para o HHV, a água nos produtos é considerada líquida. Então,

h C = - 5,512,180   k J / k m o l   o c t a n o

O HHV do octano gasoso é

H H V = - h C M m = 48,250   k J / k g   C 8 H 18

O valor listado para octano líquido da Tabela A-27 é 47.890 kJ / kg. Adicionando a entalpia de vaporização do octano a esse valor (47.890 + 363 = 48.253), o maior valor de aquecimento do octano gasoso passa a 48.253 kJ / kg de octano. Este valor é praticamente idêntico ao valor calculado. Para o LHV, a água nos produtos é considerada vapor. Então,

h C = - 5,116,090   k J / k m o l   o c t a n o

O LHV do octano gasoso é então

H H V   =   - h C M m = 44,790   k J / k g   C 8 H 18

O valor listado para octano líquido da Tabela A-27 é 44.430 kJ / kg. Adicionando a entalpia de vaporização do octano a esse valor (44.430 + 363 = 44.793), o menor valor de aquecimento do octano gasoso passa a 44.793 kJ / kg de octano. Este valor é praticamente idêntico ao valor calculado.

Resposta

H H V = 48,250   k J / k g   C 8 H 18

H H V   = 44,790   k J / k g   C 8 H 18

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