Enunciado

Calcule o PCs e o PCi do combustível propano líquido C 3 H 8 . Compare seus resultados com os valores da Tab. A–27.

Passo 1

Vamos assumir que:

A combustão está completa.

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

Gases de combustão são gases ideais.

Sabemos que as massas molares de C , O 2 , H 2 e ar são 12,32,2   e   29   k g / k m o l ,respectivamente.

Passo 2

A reação de combustão com ar estequiométrico é:

C 3 H 8 ( l ) + 5 ( O 2 + 3.76 N 2 ) → 3 C O 2 + 4 H 2 O + 18.8 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 3 H 8

O h º f _ do propano líquido é obtido pela adição h f g _ de propano a 25°C ao h º f _ do propano gasoso (103.850 + 44,097 × 335 = 118.620 kJ/kmol). Para o HHV, a água nos produtos é considerada líquida. Então:

h C =   - 2,205,260   k J / k m o l   p r o p a n o

Passo 3

O HHV do propano líquido é:

H H V = - h C M m = 50,010   k J / k g   C 3 H 8

O valor listado da Tabela A-27 é 50.330 kJ / kg. Para o LHV, a água nos produtos é considerada vapor. Então:

h C =   - 2,029,220   k J / k m o l   p r o p a n o

O LHV do propano é então:

L H V = - h C M m = 46,020   k J / k g   C 3 H 8

O valor listado da Tabela A-27 é 46.340 kJ / kg. Os valores calculados e listados são praticamente idênticos.

Resposta

H H V = 50,010   k J / k g   C 3 H 8

L H V = 46,020   k J / k g   C 3 H 8

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