Rodando a 60 km/h, um automóvel faz cerca de 10 km por litro de etanol (C2H5OH). Calcule o volume de gás carbônico (CO2), em metros cúbicos, emitido pelo carro após cinco horas de viagem. Admita queima completa do combustível.
reação de comvbustão do etanol
C2H5OH + 3 O2 = 2CO2 + 3H2O
Para cada mol de etanol são produzindos 2 mol de CO2
5 horas de viagem será consumidos 5 litros de etanol, densidade do combustivel etanol = 0,80 kg/L
será consumido 4 Kg de etanol
1 mol de etanol pesa 46 gramas
1 mol de CO2 na CNTP ocupa 22,4 l
46 g de etanol produz 44,8 l de CO2
4 Kg de etanol produzirá 3.895 l de CO2
1m3 = 1000l
então 3895 l = 3,895 m3
Primeiro cálculo a ser feito para determinarmos o volume de gás carbônico emitido, é sabermos quantos quilômetros que o carro percorre. Então:
v = ΔS / ΔT
60 = ΔS / 5
ΔS = 300 km percorridos.
Como a cada 10 km rodados é queimado 1 litro de etanol, então, para 300 km, são consumidos:
10 km ------- 1 L de etanol
300 km ------ x
x = 30 L de etanol
Para essa questão, temos que consultar a densidade do etanol, que é: d = 0,8 kg/L. Vamos ver qual a massa de etanol contida em 30L.
d = massa / volume
0,8 = m / 30
m = 24 kg de etanol = 24000 g de etanol
Montando a equação balanceada de combustão do etanol, temos:
C2H5OH + 3 O2 → 2 CO2 + 3 H2O
Então 1 mol de etanol (que tem massa molar 46 g/mol) produz 2 mols de CO2!
Outro dado que precisamos é o volume molar do CO2 = 25 L/mol. Então:
46 g de etanol ------- 2 x 25 L de CO2
24000 g -------- x
x = 26087 L ≈ 26 m3
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