Sistemas de Reacción-3

1. Sistemas de Reacción-3 Example Problems

2. Panorama • Entalpia Molar (Calor) de Formación • Análisis de los Productos de la Combustión • Entalpia de la Combustión – Calor de Reacción

3. Entalpia molar (calor) de reacción

4. Definición: Sistema de componentes múltiples en el cual la transferencia de energía se acompaña por un cambio en la composición. Transferen- cia de ener- gía + Productos Reactivos Definición de Sistemas de Reacción Química

5. p = 1 atm reactivos hR,T (hT-h537)R (hR-hP)T hP,T productos (hR-hP)537 (hT-h537)P T T 537 Calor de Reacción(Ejemplo de Reacción Exotérmica) h h537,R h537,P

6. h 1 Reacción exotérmica observada (R  P). 2 4 3 T T 537 Calor de reacción

7. Solución: 440 oF = 900 R. Suponer que la reacción tiene lugar a presión constante. La entalpia molar es el calor de formación más la diferencia entre la entalpia molar a 537 R y 900 R, i.e., Ejemplo: Calcular la entalpia molar del CO2 a 440 oF

8. Ejemplo (continuación) De las tablas de datos: La entalpia molar es:

9. h p = constante reactivos productos T 537 900 Ejemplo (continuación)

10. Análisis de los productos de la combustión

11. Datos: Un mol de octano, C8H18, se quema con 150% de aire teórico. Encontrar: AF y el punto de rocío de los productos a P = 14.696 psia. Solución: Considere la ecuación química para el 100% de O2 teórico. Ejemplo

12. Para balancear esta ecuación y conservar la masa: Ejemplo (continuación)

13. La ecuación estequiométrica es: Para el 100% de aire teórico, el balance químico es: Ejemplo (continuación)

14. Para el 150% de aire teórico, Ejemplo (continuación)

15. Ejemplo (continuación) Masas de aire y combustible presentes:

16. Ejemplo (continuación) Para determinar el punto de rocío, se necesita la composición molar de los productos como paso previo para determinar la presión parcial del vapor de agua presente.

17. El punto de roción es la temperatura de saturación que corresponde a la presión parcial del vapor de agua. La cual está dada por De las Tablas de Vapor, TDP = 113.5o F Ejemplo (continuación)

18. T pv = 1.41 psia 113.5 s Ejemplo (continuación)

19. Entalpia de la combustión

20. Datos: Se quema metano en el aire a 900 R. Encontrar: La entalpia de la combustión, o calor de reacción. Solución: Suponga que todos los componentes están en fase gaseosa, i.e., el vapor de agua en los productos; suponga el 100% de aire teórico; suponga la combustión a presión constante. Ejemplo

21. Para el 100% de aire teórico, el calor de reacción es suministrado solo por el combustible y el oxidante, O2. El balance de energía a presión constante es, Ejemplo (continuación)

22. Ejemplo (continuación)

23. Nota: Las unidades son Btu/lbm-mol. Ejemplo (continuación)

24. Ejemplo (continuación) De las tablas de datos:

25. Ejemplo (continuación) - = + - - ( H H ) 7597 . 6 2 ( 7230 . 9 ) 2 ( 6337 . 9 ) 3090 900 P R = - 6239 . 6 Btu / lbm mol - = + - - ( H H ) 4030 . 2 2 ( 4258 . 3 ) 2 ( 3725 . 1 ) 0 537 P R = - 5096 . 6 Btu / lbm mol

26. Ejemplo (continuación) Combinar los términos:

27. Fin de Sistemas de REacción - 3