Um dirigível experimental usa hélio como fluido ascensional e octano (C8H18) como combustível em seu motor…

Questão

Um dirigível experimental usa hélio como fluido ascensional e octano (C8H18) como combustível em seu motor, para propulsão. Suponha que, no motor, ocorra a combustão completa do octano: C8H18(g) + 25/2 O2(g) ? 8 CO2(g) + 9 H2O(g) Para compensar a perda de massa do dirigível à medida que o combustível é queimado, parte da água contida nos gases de exaustão do motor é condensada e armazenada como lastro. O restante do vapor de água e o gás carbônico são liberados para a atmosfera. Qual é a porcentagem aproximada da massa de vapor de água formado que deve ser retida para que a massa de combustível queimado seja compensada? [FUVEST 2016 - Questão 18] FUVEST - 2016

1. A) 11%
2. B) 16%
3. C) 39%
4. D) 50%
5. E) 70%

✅ Resposta correta: alternativa E

Resolução passo a passo

1. Escreva a equação balanceada da combustão: C8H18 + 25/2 O2 -> 8 CO2 + 9 H2O. Ela mostra que 1 mol de octano gera 9 mols de vapor de água. Passo 2: Calcule as massas molares. C8H18 = 8 x 12 + 18 x 1 = 114 g/mol. H2O = 2 x 1 + 16 = 18 g/mol. Passo 3: Calcule a massa de combustível queimado por mol: 114 g de octano. Passo 4: Calcule a massa de vapor de água formada pela mesma quantidade de reação: 9 mols x 18 g/mol = 162 g de H2O. Passo 5: Para compensar a perda de massa, a água retida como lastro deve igualar a massa de combustível queimado, ou seja, 114 g. Passo 6: A fração de água retida é 114 / 162 = 0,70, isto é, cerca de 70%. Portanto a alternativa correta é a E, que coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: A (11%) usa 18 g de uma única molécula-grama de água em vez da massa total formada; B (16%) inverte a razão entre a água de 1 mol e o octano; C (39%) compara a massa de CO2 de 1 mol com o octano, em vez de usar o vapor de água; D (50%) supõe que metade da água formada basta, sem cálculo.

💡 Dica: Calcule as massas dos reagentes e produtos e determine a porcentagem de água a ser retida para equilibrar a massa do combustível.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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