PODER CALORÍFICO DO COMBUSTÍVEIS

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INSTITUTO FEDERAL DO PARANÁ 
GRAZIELE DEL SENT DA SILVA
JESSICA PAGLIOCHI
PODER CALORÍFICO DOS COMBUSTÍVEIS 
PALMAS
2017
OBJETIVO
Avaliar o poder calorífico de diferentes combustíveis, utilizando materiais alternativos. 
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
	A energia é um assunto de grande importância não somente para ciência, mas para a sociedade em geral. Umas das fontes energéticas mais importantes são os combustíveis, os quais sofrem o processo de combustão, liberando energia em forma de calor. 
	A maioria dos processos de obtenção de energia causam sérios danos ambientais. Porém com o conhecimento cada vez maior através de pesquisas com energia e fenômenos energéticos podem surgir novas formas de obtenção de energia. 
	A procura por fontes energéticas menos poluentes, ou até não poluentes, é um fator de grande importância para as pesquisas na área da termoquímica. 
TERMOQUÍMICA 
	Termodinâmica segundo BROWN et al. (1997, p. 91) “É o estudo da energia e suas transformações”A termoquímica ou termodinâmica, se divide em três leis. 
PRIMEIRA LEI DA TERMODINÂMICA 
	A primeira lei da termodinâmica ou a lei da conservação de energia acompanha as variações de energia e permite o cálculo da quantidade de calor que uma reação produz. Segundo ATKINS et al. (2012, p. 247) “A variação de energia interna de um sistema fechado é o resultado da transferência de calor para dentro de um sistema e o trabalho realizado no sistema.” A equação a seguir resume a primeira lei: ∆U= Q-W	
Entalpia 
Em uma reação química ou transformação física, o calor liberado ou absorvido é chamado de calor de reação. O calor de reação representa a variação de entalpia (∆H) do sistema, quando o processo ocorre a pressão constante. 
	A entalpia de um sistema está ligada a energia interna, na prática não pode ser determinada. Porém a variação de entalpia pode ser medida através de aparelhos como calorímetros, o qual serve para medir o calor específico (c).
Calor específico e capacidade calorífica 
	Capacidade calorífica segundo BROWN et al. (1997, p. 100) “É a quantidade de calor necessária para elevar de 1K (ou de 1ºC) a temperatura do corpo” Quanto maior a capacidade calorífica do corpo maior será a quantidade de calor para aumentar a temperatura. Quando a capacidade calorífica é elevada significa que uma quantidade de calor que está entrando no sistema irá provocar um pequeno aumento da temperatura, por outro lado, se a capacidade calorífica for baixa a quantidade de calor que está no sistema irá provocar uma grande elevação na temperatura. 
	No caso de substâncias puras, capacidade calorífica é utilizada para certa quantidade de substância, o qual é dado pela capacidade calorífica específica ou calor específico. “O calor específico pode ser determinado pela medida de variação de temperatura (∆T) que uma massa da substância sofre ao receber ou ceder certa quantidade de calor.” BROWN et al. (1997, p. 100). Pode ser representado pela seguinte equação: Calor específico= q/ m x ∆T
COMBUSTÍVEIS 
	A maioria dos combustíveis consumidos no mundo hoje em dia é de origem fóssil: Carvão mineral, petróleo e gás natural. Porém são substâncias altamente poluentes. O poder calorífico de combustíveis é a quantidade de calor que é liberada quando se queima completamente a massa do combustível. Não é possível determinar diretamente essa quantidade de calor liberada, mas este calor irá provocar certo aquecimento do sistema envolvido, o qual fornecerá uma diferença na temperatura. Há uma grande variedade de combustíveis entre eles estão: Etanol, gasolina comum e gasolina sem etanol.
ETANOL
	É um combustível proveniente da cana-de-açúcar. Embora seja orgânico, o etanol não é encontrado puro na natureza necessita passar por vários processos na indústria. 
	O etanol pode ser utilizado de duas maneiras como combustível, entre elas está o etanol comum ou álcool hidratado, o qual é a mistura de álcool e água que precisa ter de 95,1% a 96% de graduação alcoólica. Segundo regulamenta a ANP (2015) “O uso de etanol combustível reduz a emissão de gases de efeito estufa e reduz a dependência energética de combustíveis fósseis.”
GASOLINA 
	É um combustível derivado do petróleo. Conforme regulamenta a ANP (2015) “As gasolinas comercializadas no país são: gasolina A, sem etanol, vendida pelos produtores e importadores de gasolina; e gasolina C, com adição de etanol anidro combustível pelos distribuidores, vendida aos postos revendedores e em seguida ao consumidor final.”.
	Atualmente o teor de enxofre na gasolina foi reduzido para 50 mg/Kg, em busca de diminuir o impacto ambiental, além também da redução dos limites máximos de hidrocarbonetos aromáticos, olefínicos e benzeno.
METODOLOGIA
MATERIAIS
 
	Lata de refrigerante
	Bastão de vidro
	Etanol 96% 
	Suporte universal 
	Termômetros até 150 ºC
	Gasolina comum (diesel)
	Argolas
	Garras
	Gasolina sem etanol
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
	No procedimento experimental iniciou-se medindo 100 mL de água destilada e depois transpondo para uma lata de refrigerante. Usou-se um suporte universal prendendo uma argola e uma garra. 
	Colocou-se um bastão de vidro na lata de refrigerante para segurar no suporte. Logo em seguida foi preso um termômetro a uma garra ficando dentro da lata tocando na lata, cuidando para não encostar-se ao fundo, anotando a temperatura inicial da água. 
	No suporte universal embaixo da lata de refrigerante foi colocado uma capsula de porcelana contendo 3mL de etanol 96%. Logo em seguida foi colocada a amostra de etanol em combustão, aguardando a finalização da reação. Ao finalizar a reação observamos a temperatura final que atingiu a água e anotamos. 
	Posteriormente foi realizado o mesmo processo para as amostras de gasolina comum (diesel) e gasolina sem adição de etanol, em seguida foram comparados os resultados e anotado.
RESULTADOS E DISCUSSÕES 
Como forma de expor os resultados observados durante o experimento, montou-se uma tabela com os dados.
	Amostra
	
	
	Ti
	Tf
	∆T
	Poder calorífico cal/g
	Etanol 96%
	
	
	
16 ºC 
	
64 ºC
	
48 ºC
	
1600 cal/g
	Gasolina comum
	
	
	
16 °C
	
43 ºC
	
27 ºC
	
1900 cal/g
	Gasolina sem etanol 
	
	
	
16 ºC 
	
73 ºC
	
57 °C
	
1066 cla/g
	Observou-se que o etanol ao entrar em combustão demorou alguns minutos para criar fuligens na lata de refrigerante, com a combustão obteve-se uma poder calorífico um pouco menor levando assim o grande aumento da temperatura do sistema. Por ser um combustível proveniente de uma fonte renovável após sua combustão as partículas de álcool se transformam em CO2, ou até mesmo não sofrem reação, não liberando toxinas, que foi o caso do experimento em questão, a fuligem formada pelo álcool quase não apareceu na lata de refrigerante. 
	Diferentemente a gasolina comum (diesel) ao entrar em combustão observou-se que levou poucos minutos para a fuligem cobrir a lata, teve pequena diferença no aumento da temperatura devido ao seu poder calorífico ser elevado. O diesel possui uma cadeia carbônica maior do que os combustíveis aqui comparados, tornando assim sua combustão incompleta emitindo um número maior de fuligens, além da emissão dos gases poluentes presentes em sua composição. 
	Identificou-se na combustão da gasolina sem etanol que houve uma liberação maior de toxinas, a qual cobriu praticamente toda a lata em poucos minutos. Seu poder calorífico foi menor afetando assim a variação de sua temperatura tendo um aumento grande no sistema. A cadeia carbônica da gasolina sem etanol é um pouco menor se comparada ao diesel sendo um pouco menos poluente que o diesel, porém a liberação de toxinas é praticamente na mesma proporção. 
CONCLUSÃO 
	Conclui-se que na combustão dos combustíveis aqui analisados houve uma grande diferença no poder calorífico de cada um, o qual se identificou através da variação de temperatura. Quanto menor for essa variação de temperatura maior seria o poder calorífico geradona combustão. Observou-se na combustão do diesel que sua temperatura foi um pouco menor em relação aos demais combustíveis devido ao seu poder calorífico elevado, porém, a liberação de toxina foi bem maior, a qual se percebeu visivelmente na lata. 
	Do ponto de vista ambiental o diesel seria o combustível mais poluente, sendo proveniente de uma fonte não renovável, as toxinas liberadas em sua combustão são altamente prejudiciais ao meio ambiente. Por outro lado, nas amostras o etanol seria o combustível menos poluente, é de uma fonte renovável, tendo um menor número de toxinas liberadas. 
REFERÊNCIAS 
ANP. Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis. Disponível em: http://www.anp.gov.br/wwwanp/ Acesso em: 22 jun. 2017
ATKINS, P. JONES, L. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. 5. ed. – Porto Alegre: Bookman 2012. 
BROWN, T. et. al. Química ciência central. 7. ed. – Rio de Janeiro: LTC, 1997.