ITA 2021 (2ª fase) — Questão 4

O poder calorífico é um indicativo do potencial energético dos combustíveis, sendo que a diferença entre o poder calorífico superior (PCS) e o poder calorífico inferior (PCI) equivale à energia necessária para a vaporização da água formada numa reação de combustão completa. Sabe-se que o PCS do metano é $55\ \mathrm{MJ \cdot kg^{-1}}$ e do etanol é $30\ \mathrm{MJ \cdot kg^{-1}}$ e que a entalpia de vaporização da água é $\Delta H_{\mathrm{vap,H_2O}} = 44\ \mathrm{kJ \cdot mol^{-1}}$.

a) Calcule os valores do PCI do metano e do etanol, em $\mathrm{kJ \cdot mol^{-1}}$.

b) Sabendo que o gás natural é composto principalmente por metano e que os outros componentes possuem PCS muito inferiores ao deste gás, estime a porcentagem em massa de metano presente em um gás natural cujo PCS = $52\ \mathrm{MJ \cdot kg^{-1}}$.

c) Explique por que o PCS do metano é muito superior ao do etanol.