Comp Qui Aplicada RESPOSTAS MODULO 4

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PCS = 8.070 (C) + 34.550 (H - 0/8) + 2.248 (S)
 
PCI = 8.070 (C) + 29.000 (H - 0/8) + 2.248 (S) − 600 (H2O) 
 
 
Devem ser consideradas as frações em massa dos componentes (%P/100)
 
elemento massa fração em massa
carbono = 678 g 0,678
hidrogênio = 42 g 0,042
oxigênio = 70 g 0,070
enxofre = 26 g 0,026
água combinada = 90 g 0,090
umidade = 46 g 0,046
cinza = 48 g 0,048
 
 
PCS = 8070 x (0,678) + 34550 x (0,042 – 0,070 / 8) + 2248 x (0,026) = 6.679 kcal/kg
 
PCI = 8070 x 0,678 + 29000 x (0,042–0,070 / 8) +2 248 x 0,026 – 600 x 0,136 = 6412 kcal/kg
 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
 
Kotz.J.C. e Treichel, P.J. Química e Reações Químicas - 4° Edição – LTC 2002
D.R. Askeland, P.P. Phulé, The Science andEngeneering of Materials, 4th Edition, Thomson, NewYork, 2003.
Hinrichs, R.A.&Kleinback, M.Energia e Meio Ambiente Pioneira Thomson Learning Ltda. 2004
W.D. Callister Jr., Materials Science and Engeneering: anintegrated approach, 2th Edition, John Willey, New York,2005.
J.F. Shackelford - Materials Science for Engineers, 6thEdition, Prentice Hall, New York, 2005
Callister, William D - Fundamentos da Ciência e Engenharia de Materiais - 2ª Edição - 2006 - isbn: 8521615159
Costa M, Coelho P – Combustão – Orion – 2007 - ISBN: 9789728620103
Kupta, T., Cieslik, M. and Weber, R.. (2006). Investigation on Ash Deposit Formation Rate During Co-Combustion of Coal with
Sewage Sludge, Proceedings of the 7th European Conference on Industrial Furnaces and Boilers, Porto, Portugal, 18-21April.
R. Rinaldi, C. Garcia, L. L. Marciniuk, A. V. Rossi, U. Schuchardt, - Síntese de Biodiesel. Uma proposta Contextualizada de
Experimento para Laboratório de Química Geral - Química Nova, 30 (2007) 1374.
BRASIL. Ministério de Minas e Energia. Balanço energético nacional 2007: ano base 2006. Rio de Janeiro: Empresa de
Pesquisa Energética, 2007. Disponívelem:<http://www.mme.gov.br/site/menu/select_main_menu_item.do?channelId=1432>.
Acesso em: 10 de abril de 2008
Tassinari C.A. e outros Química Tecnológica Editora Pioneira Learning Thomsom 2003
Exercício 1:
O carvão mineral é um combustível fóssil natural extraído da terra por processos de mineração. É um mineral de cor preta ou
marrom prontamente combustível. É composto primeiramente por átomos de carbono e magnésio sob a forma de betumes.
Dos diversos combustíveis produzidos e conservados pela natureza sob a forma fossilizada, acredita-se ser o carvão mineral
o mais abundante. Quase sempre em um pedaço de carvão achado ao acaso podem descobrir-se vestígios de uma
formação celulósica da madeira. E é quando observamos esse fato que comprovamos sua origem e podemos imaginar a
incrível história da formação do carvão mineral.
Um carvão apresenta a seguinte análise imediata: Umidade 8,5%; Matéria volátil propriamente dita: 23%; Cinza: 6,8%. A
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massa desse carvão deve ser queimada para produzir 1.000.000 kcal é aproximadamente:
Dado: PCS = 82 (CF) + A (MV)
Fator A
MV” A MV” A
20 109 28 100
21 108 29 99
22 107 30 98
23 105 31 97
24 104 32 97
25 103 33 96
26 102 34 95
27 101 35 94
 
 
A)
412 kg
 
B)
628 kg
 
C)
256 kg
 
 
 
 
 
 
D)
136 kg 
E)
86 kg
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(D)
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Comentários:
D) 
Exercício 2:
Carvão Mineral é um combustível fóssil extraído da terra através da mineração, de cor preta ou marrom. É composto
primeiramente por carbono e magnésio sob a forma de betumes. De todos os combustíveis produzidos e conservados pela
natureza sob a forma fossilizada, carvão mineral é o mais abundante.
Um carvão mineral apresenta em 1000 gramas:
carbono hidrogênio oxigênio nitrogênio enxofre umidade cinza
 672g 88g 56g 28g 48g 54g 58g
O Poder Calorífico Superior calculado pela fórmula de Dulong em kcal/kg, vale aproximadamente: 
PCS = 81,4(C) + 345(H - O/8) + 25(S)
PCI = 81,4 (C) + 290 (H – O/8) + 25 (S) - 6 (H2O)
A)
7.290
B)
7.920
 
C)
6.464
D)
8.385
 
E)
6.756
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(D)
Comentários:
D) 
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Exercício 3:
As maiores reservas nacionais de carvão no Brasil encontram-se no sul do país, em formações sedimentares da era
Paleozóica, do Rio Grande do Sul ao Paraná. Entre os estados, Santa Catarina lidera o ranking de produção de carvão
mineral, pois ali se encontram as jazidas de melhor qualidade.
Um carvão mineral apresenta em 1000 gramas:
carbono 672g
hidrogênio 88g
oxigênio 56g
nitrogênio 28g
enxofre 48g
água do combustível 117g
cinza 58g
O Poder Calorífico Inferior do combustível, em kcal/kg, calculado pela fórmula de Dulong a seguir, vale aproximadamente:
PCS= 81,4 (C) + 345 (H -O/8) + 25 (S) 
PCI = 81,4 (C) + 290 (H -O/8) + 25 (S) - 6 H2O
A)
7.869
B)
7.108
C)
4.796
D)
10.215
 
E)
6.945
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(A)
Comentários:
A) 
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Exercício 4:
A característica principal do carvão brasileiro é o seu alto teor de inertes (cinzas) que, aliado ao seu difícil beneficiamento por
métodos convencionais, restringiu até hoje o seu uso de forma mais intensa. 
Embora apresente algumas características peculiares, é grande a gama de produtos que poderiam ser gerados pelo
processamento do carvão mineral. Entre outros, poderíamos destacar os seguintes:
 Produtos Sólidos - com as seguinte finalidades;
- Combustível: carvão (bruto ou beneficiado) para uso industrial ou resíduos carbonosos para uso industrial ou domiciliar;
- Redutor de minério de ferro : carvão beneficiado para a redução direta ou em baixo forno elétrico, ou coque de alto forno.
- Matéria-Prima Industrial: resíduo carbonoso usado na produção de carvão ativo, carvão para eletrodos e acetileno;
- Subprodutos: enxofre e cinzas;
 Produtos Líquidos - Para usos diversos como benzeno, tolueno, xileno, piridina, antraceno, fenóis, cresóis, creosoto, piche,
metanol, gasolina, óleos combustíveis e lubrificantes;
 
 Produtos Gasosos - usados para os seguintes fins:
- combustível: gás de baixo, médio ou alto poder calorífico, para uso industrial ou domiciliar.
- redutor: para a redução direta, via gasosa, do minério de ferro.
- síntese: para a síntese de amônia, metanol ou produtos químicos diversos
Um carvão mineral apresenta em 1000 gramas:
carbono hidrogênio oxigênio nitrogênio enxofre água do combustível cinza
 642g 88g 56g 58g 48g 117g 58g
massas atômicas (em u): carbono = 12 - hidrogênio = 1 - enxofre = 32 - oxigênio = 16 - nitrogênio = 14.
A massa (em gramas) capaz de gerar calor em 1 kg do combustível é:
A)
942
B)
898
C)
801
D)
771
 
E)
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804
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(D)
Comentários:
D) 
Exercício 5:
A análise Imediata de um carvão mineral, realizadaseguindo os mesmos procedimentos usados no laboratório, apresentou
os seguintes resultados: umidade - 6% ; matéria volátil total - 34,6% ; cinza - 7,8%. As porcentagens de matéria volátil na
base seca e de carbono fixo na base seca e sem cinza são respectivamente:
A)
36,8 e 66,8
B)
36,8 e 61,8
C)
30,4 e 61,3
 
D)
30,4 e 68,4
 
E)
30,4 e 66,8
 
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(E)
Comentários:
E) 
Exercício 6:
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Se fosse feita uma comparação entre o carvâo mineral e os derivados líquidos e gasosos do petróleo, para aplicação como
combustíveis industriais, a mesma mostraria que os combustíveis do petróleo apresentam inúmeras vantagens. Preparados
com tecnologia em constante desenvolvimento, os combustíveis líquidos e gasosos permitem queima mais controlada, são
menos poluentes e apresentam rendimento energético mais elevado. Enquanto os carvões apresentam grande dificuldade
de extração, refino, transporte, ocupam grande espaço para armazenamento e geram menor quantidade de calor, além de
serem mais poluentes. Assim, na área industrial, são pouco utilizados. Porém, a partir do carvão mineral, prepara-se um
combustível secundário de grande importância especialmente na fabricação do ferro e do aço; o coque. Numa siderúrgica
de grande porte como a Cosipa, milhares de toneladas de carvão são processadas diariamente para a preparação do coque
necessário para os fornos de fusão, onde são alimentados o minério de ferro, sucata e fundente para início do processo de
fabricação do aço.
Que massa de coque pode ser obtida a partir de 800 kg de um carvão que apresentou na sua análise imediata: umidade
8,6%; matéria volátil total 32,5% e cinza 4,8%.
 
 
A)
107,2 kg
 
B)
260 kg
C)
540 kg
 
D)
325 kg
 
 
E)
486 kg
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(C)
Comentários:
C) 
Exercício 7:
A fórmula de Dulong para cálculo do PCI de um carvão é:
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PCI = 81,4 (C) + 290 (H − O/8) + 25 (S) - 6 (H2O)
O termo 6 (H2O) é negativo porque:
 
A)
representa a perda de calor que ocorre para evaporar a água do combustível
;
 
B)
representa a perda de calor para formar água durante a combustão;
C)
representa a perda de calor que ocorre na queima da água do combustível
D)
representa o calor que é absorvido pela água formada, na queima do combustível;
 
E)
representa o calor que é absorvido pela água combinada na queima do combustível;
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(A)
Comentários:
A) 
Exercício 8:
A fórmula de Dulong para cálculo do PCI de um carvão é: 
PCI = 81,4 (C) + 290 (H − O/8) + 25 (S) - 6 (H2O)
Os termos (C), (H), (O) representam respectivamente;
A)
as massas de carbono, hidrogênio e oxigênio existentes no combustível:
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B)
as frações em massa de carbono, hidrogênio e oxigênio existentes no combustível:
C)
os volumes de carbono, hidrogênio e oxigênio existentes no combustível:
D)
100 gramas do combustível:as massas de carbono, hidrogênio e oxigênio existentes em
 
E)
as quantidades de matéria de carbono, hidrogênio e oxigênio existentes no combustível: 
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(D)
Comentários:
D) 
Exercício 9:
A fórmula de Dulong para cálculo do PCI de um carvão é:
 PCI = 81,4 (C) + 290 (H − O/8) + 25 (S) - 6 (H2O)
 O termo (H2O) representa:
A)
a massa de umidade existente no combustível;
B)
a porcentagem de umidade existente no combustível;
C)
a porcentagem de água combinada existente no combustível;
D)
a massa de água combinada existente no combustível;
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E)
a massa de água do combustível existente em 100 gramas do mesmo. 
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(E)
Comentários:
E) 
Exercício 10:
A fórmula de Dulong para cálculo do PCI de um carvão é:
 PCI = 81,4 (C) + 290 (H − O/8) + 25 (S) - 6 (H2O)
 O termo (H − O/8) representa:
 
A)
a massa de hidrogênio livre existente no combustível;
B)
a massa de hidrogênio total existente no combustível.
C)
a porcentagem em massa de hidrogênio combinado existente no combustível;
D)
a porcentagem em massa de hidrogênio total existente no combustível;
E)
a porcentagem em massa de hidrogênio livre existente no combustível
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(E)
Comentários:
E) 
Exercício 11:
A fórmula de Dulong para cálculo do PCS de um carvão é:
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 PCS = 81,4 (C) + 345 (H − O/8) + 25 (S) 
 Pela fórmula dada, o cálculo do PCS de um carvão que apresenta em 1000 gramas: carbono 600 g; hidrogênio 88 g;
oxigênio 64 g; enxofre 96 g, umidade 152 g, fornece o seguinte valor (em kcal/kg):
 
A)
8460
B)
8.626
C)
9.247
D)
6.856
 
E)
7884
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(E)
Comentários:
E) 
Exercício 12:
Ùm carvão apresenta a seguinte a análise imediata: umidade 6,5%; matéria volátil propriamente dital 27,5%; carbono fixo
57%.
O poder calorífico dess carvão, calculado pela fórmula de Gouthal dada a seguir, em kcal/kg, vale aproximadamente:
PC = 84 (CF) + A(MV)
 
Dados:
 Tabela para cálculo do fator A 
 
MV” 28 29 30 31 32 33
A 100 99 98 97 97 96
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A)
8.238
B)
6.960
C)
7.020
D)
8.256
E)
7.442
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(E)
Comentários:
E) 
Exercício 13:
A fórmula de Gouthal para cálculo do Poder Calorífico de carvões é:
PCS = 84 (CF) + A (MV)
Quanto a mesma, pode-se afirmar:
I - fornece valores em kca/kg 
II - o termo CF deve ser substituído pela porcentagem de carbono fixo encontrada na anáilise imediata do carvão.
III - o termo MV deve ser substituído pela porcentagem de matéria voltátil total encontrada na análise imediata do carvão
IV - o termo A é um fator obtido em tabela, a partir na porcentagem de matéria volátil propriamente dita encontrada na
análise imediata do carvão, calculada na base seca e sem cinza.
 
Estão corretas as afirmações:
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A)
I e III
B)
I, II e IV
C)
II, III e IV
D)
I, III, e IV
 
E)
todas
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(B)
Comentários:
D) De acordo com a resolução no caderno, conforme estudos e cálculos.
B) 
Exercício 14:
O coque é um tipo de combustível derivado do carvão betuminoso. Começou a ser utilizado na Inglaterra do século XVII. O
coque é obtido pelo processo de “coqueificação” (aquecimento a altas temperaturas, em câmaras hermeticamente fechadas,
do carvão mineral). No aquecimento às temperaturas de coqueificação e na ausência de ar, as moléculas orgânicas
complexas que constituem o carvão mineral se dividem, produzindo gases e compostos orgânicos sólidos e líquidos de
baixo peso molecular e um resíduo carbonáceo relativamente não volátil. Este resíduo resultante é o “coque”, que se
apresenta como uma substância porosa, celular, heterogênea, sob os pontos de vista químico e físico. A qualidade do coque
depende muito do carvão mineral do qual se origina, principalmente do seu teor de impurezas. Os carvões fortemente
coqueificáveis sãoos mais adequados para:
A)
queima comum para aquecimento de residências
B)
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queima para a produção de vapor de água
C)
fabricação de coque siderúrgico
D)
processos de carbonização
 
E)
não se aplicam em usos industriais
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(C)
Comentários:
C) 
Exercício 15:
A presença de cinza no carvão:
 
A)
 é sempre inconveniente, pois não gera calor;
B)
é sempre conveniente, pois evita que o processo de combustão atinja temperaturas demasiadamente elevadas;
C)
é inconveniente pois gera pequena quantidade de calor
D)
não há correlação entre a quantidade de cinza e a quantidade de calor gerado na queima do carvão
E)
nenhuma afirmação está correta
 
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O aluno respondeu e acertou. Alternativa(E)
Comentários:
E)