Dissertativa 1 - 2ª Fase - Dia 2 - ITA 2027

Considere um motor de combustão interna hipotético que opera em condição de combustão completa, com a admissão fixa de 200 L de ar atmosférico (à pressão de 1 bar), cuja composição é de 20% oxigênio e 80% nitrogênio. O combustível, pentano, pode ser injetado em quantidade ajustável. Considere também que o calor gerado na combustão é completamente transferido para os gases após a combustão e que a reação é isobárica. Sabendo que a temperatura inicial do sistema é de 300,84 K, que a entalpia de combustão do pentano é de –3440 $\mathrm{kJ}·{\mathrm{mol}}^{-1}$ e que a capacidade calorífica molar à pressão constante da mistura dos gases (ou seja, misturas contendo quantidades variáveis de ${\mathrm{CO}}_2$, ${\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$, ${\mathrm{N}}_2$, ${\mathrm{O}}_2$) é igual a 40 ${\mathrm{J}}^{-1}·{\mathrm{K}}^{-1}·{\mathrm{mol}}^{-1}$, determine:

a) a equação química balanceada da combustão.
b) as quantidades, em mols e expressas com uma casa decimal, de ${\mathrm{O}}_2$ e ${\mathrm{N}}_2$ na câmara de combustão.
c) a temperatura dos gases após a combustão, na condição estequiométrica.
d) quanto deve ser alterada a quantidade de combustível, expressa na forma de porcentagem (número inteiro %), em relação à quantidade estequiométrica, para que a temperatura dos gases de combustão seja 1600,84 K, levando em consideração uma condição de economia de combustível.