Química
Termodinâmica: Energia Interna, Trabalho, Energia Livre de Gibbs e EntropiaUniversidade do Estado da Bahia · 2013DifícilEntre para guardar nos favoritosO etanol é uma solução tipicamente brasileira que
está ganhando o mundo. Além de seu uso em
diversos setores industriais, o etanol é um
combustível de alto desempenho para aplicação
em motores de combustão interna.
A produção industrial de etanol baseia-se quase
que exclusivamente na fermentação. A
fermentação alcóolica é um processo biológico
de conversão de monossacarídeos em energia
celular, etanol e gás carbônico. A grande maioria
dos micro-organismos é capaz de metabolizar
apenas monossacarídeos, como a glicose e a
frutose.
Diversas estratégias foram desenvolvidas pelos
organismos para o aproveitamento dessa fonte
de energia, incluindo a produção direta de
enzimas glicolíticas por fungos e bactérias, ou a
combinação de ácidos e ação mecânica.
A quebra das ligações glicosídicas é feita por
uma reação de hidrólise e no caso específico da
reação representada pela equação química
(C6H10O5)n(s) + nH2O(l) → nC6H12O6(aq), chamada
de celulólise, e para que ocorra de maneira
eficiente, deve ser catalisada pela ação de algum
coadjuvante externo, normalmente uma solução
aquosa de ácido ou um coquetel enzimático.
As frações mais recalcitrantes desse processo
são hidrolisadas em um segundo estágio mais
severo, tipicamente a 215 ºC sob ação do ácido
sulfúrico a 0,4% durante cerca de três minutos, o
que gera, principalmente, hexoses. Já a hidrólise
na presença de solução aquosa de ácido menos
diluida, produz uma alta concentração de
monossacarídeos, cerca de 90%, e é altamente
adaptável a diferentes fontes de biomassa, além
de gerar poucos subprodutos inibidores da
fermentação. (SELEGHIM; POLIKARPOV, 2012,
p. 40-45).
A figura representa o Ciclo de Otto, um ciclo termodinâmico
que idealiza o funcionamento de motores de combustão interna
de ignição por centelha.
Considerando-se os gases resultantes da combustão como
gases ideais e as etapas de transformação apresentadas no
diagrama pressão-volume, é correto afirmar:
