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7ª LISTA DE EXERCÍCIOS - Combustão

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7ª LISTA DE EXERCÍCIOS DE APLICAÇÕES DE CALOR - COMBUSTÃO
Exercício 1 - resolvido
Um carvão possui a seguinte composição em massa :
Carbono = 79,2%; hidrogênio = 4,0%; oxigênio = 6,4%; nitrogênio = 5,6% e cinzas = 4,8%.
São empregados 68% de oxigênio em excesso . Considerando-se como base de cálculo 1 Kg de carvão e que todo o carbono desse carvão se transformou em CO2, calcule o número de mols de : a) oxigênio teórico ; b) oxigênio real ; c) ar real; d) oxigênio nos fumos; e) nitrogênio nos fumos e calcule: 
f) a massa de água nos fumos.
Resolução: BC = 1 kg; % Ar em Excesso = 68%
1) Cálculos Preliminares :
	
	C
	H2
	O2,combustível
	N2
	H2O,umidade
	Cinzas
	%
	79,2
	4
	6,4
	5,6
	zero
	4,8
	Massa
	792 g
	40 g
	64 g
	56 g
	zero
	48 g
	Massa Molar
	12 g / mol
	2 g / mol
	32 g / mol
	28 g / mol
	18 g / mol
	-
	n
	66 mol
	20 mol
	2 mol
	2 mol
	
	-
2) Cálculos Estequiométricos :
	C
	+
	O2
	
	CO2
	1 mol
	
	1 mol
	
	1mol
	66 mol
	
	x
	
	y
	
	
	x = 66 mol de O2
	
	y = 66 mol de CO2
	H2
	+
	½ O2
	
	H2O
	1 mol
	
	1/2 mol
	
	1mol
	20 mol
	
	x
	
	y
	
	
	x = 10 mol de O2
	
	y = 20 mol de H2O
3) Balanço Material :
	
 Combustível
	
	
	 CO2
	 (1 Kg de carvão)
	Câmara
	
	 H2O (vapor)
	
	de
	Fumos
	 O2
	 Comburente 
	Combustão
	
	 N2
	 (Ar)
	
	
	
a) Oxigênio Estequiométrico = 66 mol + 10 mol = 76 mol
b) Oxigênio do Combustível = 2 mol
c) Oxigênio Teórico = 76 - 2 = 74 mol (Resp a)
d) Oxigênio Excesso = 0,68 . 74 = 50,32 mol
e) Oxigênio Real = 74 + 50,32 = 124,32 mol (Resp b)
f) Oxigênio nos Fumos = (124,32 + 2) - 76 = 50,32 mol (Resp d)
g) Oxigênio Consumido = 76 mol
h) Oxigênio subtraído do meio ambiente = 74 mol
Outros Cálculos :
a).Nitrogênio Real = (79/21) . 124,32 = 467,68 mol
b) Nitrogênio nos fumos = Nitrogênio Real + Nitrogênio do combustível
 Nitrogênio nos fumos = 467,68 + 2 = 469,68 mol (Resp e)
c) Ar Real = (100/21) . 124,32 = 592,0 mol (Resp c)
d) Água nos Produtos da combustão
H2O (fumos) = H2O (combustão) + H2O (combustível) 
H2O (fumos) = 20 + zero = 20 mol 
m H2O = n . M = 20 . 18 = 360 g (Resp f) 
Exercício 2 
Um carvão mineral possui a seguinte composição percentual em peso : carbono = 84,0% ; hidrogênio = 3,0% ; oxigênio = 6,4% ; nitrogênio = 2,8% ; umidade = 1,8% e cinzas = 2,0% .
Utiliza-se na queima ar atmosférico de maneira que se tenha 50% de oxigênio em excesso. Considerando-se como base de cálculo 1 Kg de carvão e que todo o carbono desse carvão se transformou em CO2, calcule o número de mols de : a) oxigênio teórico; b) oxigênio real; c) ar real; d) oxigênio nos fumos; e) nitrogênio nos fumos e calcule também:
f) a massa de água nos fumos.
g) Composição molar dos fumos na base úmida e seca.
Exercício 3
Uma caminhonete movida a Óleo Diesel (C18H38) utiliza na queima ar atmosférico de maneira que se tenha 26% de oxigênio em excesso. Calcular:
a) a quantidade de mols de oxigênio subtraído do meio ambiente por kg de óleo diesel queimado admitindo que na combustão do Óleo Diesel todo o Carbono se transformou em CO2. 
b) a composição dos Fumos na Base Úmida e Seca.
Exercício 4
Repetir o exercício 3 admitindo que 80% do carbono se transforma em CO2.
Exercício 5
Um combustível (mistura gasosa combustível) possui a seguinte composição percentual em volume: hidrogênio (H2) = 2%; Eteno (C2H4) = 26%; Propano (C3H8) = 42%; oxigênio (O2) = 16%; nitrogênio (N2) = 14% é queimado com 20% de oxigênio extraído do ambiente em excesso. Calcular:
a) oxigênio teórico; b) oxigênio real; c) ar real; d) oxigênio nos fumos; e) nitrogênio nos fumos e calcule também a composição molar dos fumos na base úmida.
Exercício 6
Repita o exercício anterior admitindo que 70% do eteno e do propano geram CO2 e o restante gera CO.