O que acontece se eu colocar biogás liquefeito em um botijão de gás de cozinha?

19 de setembro, 2020 às 18:22 | Postado em Gás e vapor, Mudanças de estado da matéria

Saudações professor!

Sabendo que se abaixar a temperatura do biogás em -160ºC a um pressão ambiente de 1 atm ele se liquefaz, após ele liquefeito se eu colocar ele dentro de um botijão de cozinha e deixar a temperatura ambiente o que acontece? O botijão explode? Existe a possibilidade de ele ficar como o GLP, um parte liquefeita e outra gás, e a medida que a pressão no interior do botijão for diminuindo ele for evaporando?

Obrigado pela atenção.

O biogás é majoritariamente metano e gás carbônico. Para fins de raciocínio imaginarei que é metano puro.

De fato o metano se liquefaz, a 1atm, quando a sua temperatura é -162°C. Se este metano liquefeito for estocado em um botijão e deixado em contato com o ambiente a 20°C a sua temperatura se elevará e, caso o botijão resista (não exploda), somente existirá gás dentro dele quando a temperatura for superior a -82,3°C. Acima de -82,3°C (esta é a temperatura crítica do metano), não importando qual seja a pressão, não pode existir a fase líquida do metano.

Nesta hipótese de o botijão não explodir, a sua temperatura chegará finalmente a ser igual à temperatura ambiente.

Um botijão de GLP opera com pressão máxima de cerca de 10atm e não pode resistir pressões muito maiores do que esta sob pena de se romper. Para fins de raciocínio admite-se que o botijão P13, , cuja capacidade é 31,5L, tenha pressão de ruptura de 50atm. Como o metano na temperatura de 20°C é necessariamente gás, a Equação Geral dos Gases permite determinar a quantidade de metano que levaria a pressão a ser 50atm. Esta quantidade é cerca de 66mols ou apenas 1,0kg de metano.

Como a densidade do metano líquido  a -162°C é 0,42kg/L, 1,0kg de metano perfaz o volume de cerca 2,4L.

Desta forma, se no botijão existir inicialmente apenas 2,4L ou 1,0kg de metano liquefeito a -162°C, o botijão se romperá quando a temperatura atingir 20°C.

Vide também Armazenando metano em botijões de gás de cozinha.

“Docendo discimus.” (Sêneca)