Questão 43 · Conhecimentos Específicos (outras áreas): Engenharia e arquitetura
Numa fornalha, metano é queimado com ar em excesso de 50%, sendo convertido em dióxido de carbono e água, apenas.
O metano alimentado é totalmente consumido. O ar empregado contém 80% de nitrogênio e 20% de oxigênio (em base volumétrica) e se comporta como um gás ideal.
A porcentagem molar de água na saída da fornalha é
- A) 8,0%.
- B) 12,5%.
- C) 20,5%.
- D) 25,0%.
- E) 50,0%.
Marque a alternativa correta:
Gabarito: B
Gabarito definitivo divulgado pela banca FGV (SUDENE 2013).
Comentário
Gabarito: B.
Reação: CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O. Base: 1 mol de CH4.
- O2 teórico = 2 mol. Com 50% de excesso, O2 alimentado = 3 mol.
- Ar com 20% de O2 (em base molar, igual à volumétrica para gás ideal): 3/0,20 = 15 mol de ar, com 12 mol de N2.
Saída da fornalha: CO2 = 1 mol; H2O = 2 mol; O2 em excesso = 3 − 2 = 1 mol; N2 = 12 mol. Total = 16 mol.
% molar de água = 2/16 = 12,5%.
Por que as outras estão erradas:
- (E) 50,0%: é o que se obtém ignorando o N2 (2 de 4 mol: CO2, H2O e O2), mas o N2 do ar faz parte dos gases de saída.
- (A) 8,0%, (C) 20,5% e (D) 25,0%: não resultam da composição correta de saída (2 mol de água em 16 mol totais); decorrem de totais de mols ou quantidades de ar incorretos.
Dica: escreva a equação balanceada, calcule o O2 teórico, aplique o excesso e inclua o N2 no total dos produtos.
Fundamentos: balanceamento de combustão · ar teórico e excesso de ar · fração molar em base seca ou úmida conforme enunciado
Comentário gerado pela Cravei IA a partir do enunciado e do gabarito definitivo divulgado pela banca, e conferido por uma verificação automática. A IA pode errar: o gabarito oficial sempre prevalece.
Fonte: prova FGV SUDENE 2013 (Área 9), questão 43, com o gabarito definitivo da banca. Comentário: Equipe Cravei · como fazemos e revisamos.