Question

O hidrogênio tem sido apontado como possível fonte de energia do futuro. Algumas montadoras de automóveis estão construindo carros experimentais que podem funcionar utilizando gasolina ou hidrogênio líquido como combustível.
Considere a tabela a seguir, contendo dados obtidos nas mesmas condições, sobre a energia específica (quantidade de energia liberada pela combustão completa de 1 g de combustível) e o conteúdo de energia por volume (quantidade de energia liberada pela combustão completa de 1 L de combustível), para cada um desses com bustíveis:

a) Com base nos dados da tabela, calcule a razão entre as densidades da gasolina líquida e do hidrogênio líquido (dgasolina(l) / dhidrogênio(l)). Mostre os cálculos.

b) Explique por que, embora a energia específica do hidrogênio líquido seja maior do que a da gasolina líquida, o conteúdo de energia por volume do hidrogênio líquido é menor do que o da gasolina líquida.

Answer 1

a) Para calcular a razão entre as densidades da gasolina líquida e do hidrogênio líquido, devemos:

I) O cálculo da densidade da gasolina é:
Massa da gasolina que libera 35 . 10³ kJ (equivalente a 1L):

1g __________ 47 kJ
 x  __________ 35 . 10³
x = 35 . 10³/47 g = 744,7g

Assim, a densidade da gasolina será de d= 744,7g/L


II) O cálculo da densidade do hidrogênio é:
Massa do hidrogênio que libera 10 . 10³ kJ (1L):
142kJ __________ 1g
10 . 10³kJ _______ y
y = 10 . 10³?142 g = 70,4g

Logo, a densidade do hidrogênio é d = 70,4g/L


III) A relação entre as densidades é:

$\frac{d_{gasolina}}{d_{hidrogenio}}$ = 744,7g/L / 70,4g/L = 10,6


b) A energia liberada por 1g de combustível:
Gasolina: 47kJ
Hidrogênio: 142kJ
Massa de combustível existente em 1L:
Gasolina: 744,7g
Hidrogênio: 70,4g

Energia liberada por 1L (744,7g) de gasolina:
1g de gasolina __________ 47kJ
744,7g de gasolina _______ x
x = 35 . 10³kJ


Energia liberada por 1L (70,4g) de hidrogênio:
1g __________ 142kJ
70,4g ________ y
y = 10 . 10³kJ

Outra forma para confirmar é observar que a massa de gasolina existente em 1 litro é muito maior (10,6 vezes mais) que a de hidrogênio que há neste mesmo volume.