Dissertativa 29 - Química - ITA 2017

Sobre um motor pulso jato como o apresentado na Questão 15, considere verdadeiras as seguintes afirmações:

1. I. A temperatura de fusão do material que compõe a câmera de combustão é 1500 K, е acima de 1200 K o material do motor começa a sofrer desgaste considerável pelos gases de combustão;
2. O material do motor resisteapressões de até 30 atm;
3. O motor opera, em cada ciclo termodinâmico, com 0,2 mol de uma mistura de gases com comportamento ideal, iniciando o ciclo em pressão atmosférica e a temperatura de 300 К.

1. A partir destas informações e considerando que se deseja obter, de forma segura, o máximo de trabalho por ciclo, quais devem ser a pressão e a temperatura no ponto de intersecção entre os processos I e II do ciclo termodinâmico (vide Questão 15)
2. Na mistura de gases que opera em cada ciclo há uma fração de combustível, o qual tem a reação de combustão dada por:
   $C{H}_4\left(g\right)+2O_2\left(g\right)\to C{O}_2\left(g\right)+2H_{2}O\left(g\right) Q_v=45kJ·g^{-1}$
   em que $Q_v$  é o calor liberado a volume constante, por grama de metano. Considerando a capacidade calorífica molar a volume constante da mistura de gases igual a $25 J·K^{-1}·mo{l}^{-1}$, qual é a massa de metano utilizada pelo ciclo projetado no item anterior?