Quimica

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Química - 6ª Lista de Exercícios


PODER CALORÍFICO

Exercício EXEMPLO 1

Certo carvão apresenta a seguinte composição percentual em peso :

|carvão |Carbono |Hidrogênio |Oxigênio |Nitrogênio |Enxofre |Umidade |Cinza |
|% Peso |72% |3,6% |6,4% |2,8% |3,2% |-|12% |

Estimar o PCS e o PCI desses carvões a partir dos calores de combustão das frações combustíveis e composição. Dados:
a) Massas Atômicas : C = 12 , H = 1 , O = 16 , N = 14 , S = 32
b) calores de combustão: Carbono = - 96,7 kcal/mol
Hidrogênio = - 68,3 kcal/mol (H2Olíq. )
Enxofre = - 72 kcal/mol
c) L =586 kcal / kg

SOLUÇÃO : BC = 1kg = 1000g

1) Cálculos Preliminares :

|carvão |Carbono |Hidrogênio |Oxigênio |Nitrogênio |Enxofre |Umidade |Cinza |
|% Peso |72% |3,6% |6,4% |2,8% |3,2% |- |12% |
|m |720 g |36 g|64 g |28 g |32 g |- |120 g |
|M |12 g / Mol |2 g / Mol |32 g / Mol |28 g / Mol |32 g / Mol |18 g / Mol |- |
|n |60 mol |18 mol |2 mol |1 mol |1 mol |- |- |

2) cálculos Estequiométricos e Energéticosa) C + O2 ((( CO2 + 96,7 kcal / mol então : Q C = 60 x 96,7 = 5802 kcal / kg

- A presença de Oxigênio no combustível diminui a quantidade de calor liberado .
- Admite-se que parte do Hidrogênio do combustível ( denominado , hidrogênio combinado) reagiu com Oxigênio do combustível resultando Água do hidrogênio combinado e impossibilitando aobtenção da energia da combustão desse Hidrogênio (hidrogênio combinado) .O restante do Hidrogênio do combustível ( denominado , hidrogênio livre) continua disponível para a queima .
- Podemos então calcular:


n H2,combinado = 2 . n O2,combustível = 2 . 2mol = 4 mol

n H2.livre = n H2.total - n H2.combinado = 18 mol - 4 mol = 14 mol

b) H2 + 1/2 O2 ((H2O (l). + 68,3 kcal/mol então : QH2 = 14 x 68,3 = 956,2 kcal / kg

c) S + O2 (( SO2 + 72 kcal/mol então : QS = 72 kcal / kg


d) Cálculo do PCS e PCI
6830,2 kcal / kg

PCS = 5802 + 956,2 + 72 =


PCI = PCS - m L ; m = massa total de H2O nos produtos de combustão.

Como nH2.total = n H2O total = 18 mol
n H2O fumos = n H2O total + n H2Oumidade = 18 + zero = 18 mol

m = n.M = 18 . 18 = 324 g = 0,324 kg

PCI = 6830,2 - 0,324 x 586
6640,3 kcal / kg

PCI = 6830,2 - 189,9 =


Exercício EXEMPLO 2

Certo carvão apresenta a seguinte composição percentual em peso :

|Carvão |Carbono|Hidrogênio |Oxigênio |Nitrogênio |Enxofre |Umidade |Cinza |
|% Peso |72% |3,6% |6,4% |2,8% |3,2% |9% |3% |

Estimar o PCS e o PCI desses carvões a partir dos calores de combustão das frações combustíveis e composição. Dados:
a) Massas Atômicas : C = 12 , H = 1 , O = 16 ,N = 14 , S = 32
b) calores de combustão: Carbono = - 96,7 kcal/mol
Hidrogênio = - 68,3 kcal/mol (H2Olíq. )
Enxofre = - 72 kcal/mol
c) L = 586 kcal / kg

SOLUÇÃO : BC = 1kg = 1000g

1) Cálculos Preliminares :

|carvão |Carbono |Hidrogênio |Oxigênio |Nitrogênio |Enxofre...
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