Iiq 4 balances_energia_r_e
-
Upload
m1990flm -
Category
Technology
-
view
137 -
download
4
Transcript of Iiq 4 balances_energia_r_e
BALANCESDE ENERGÍA
Introducción a la Ingeniería Química UVa - 5: B. de Energía R. E. 1
EXPRESIONES
SISTEMASCON ΔT
SISTEMAS CONCAMBIO DE FASE
INDICE
REACCIÓNQUÍMICA
1. BALANCE DE ENERGÍAFormas de energía en un sistema.
2. EXPRESIONES DEL BALANCE DE ENERGÍABalance en sistemas cerrados.Balance en sistemas abiertos.Simplificaciones.
3. SISTEMAS CON VARIACIÓN DE TEMPERATURADeterminación de capacidades caloríficas.
4. SISTEMAS CON CAMBIO DE FASEDeterminación de calores latentes.
5. SISTEMAS CON MEZCLA Y/O DISOLUCIÓN
6. SISTEMAS CON REACCIÓN QUÍMICADeterminación de calores de reacción.
TEMA 5: BALANCES DE ENERGÍA EN RÉGIMEN ESTACIONARIO
BALANCESDE ENERGÍA
Introducción a la Ingeniería Química UVa - 5: B. de Energía R. E. 2
EXPRESIONES
SISTEMASCON ΔT
SISTEMAS CONCAMBIO DE FASE
INDICE
REACCIÓNQUÍMICA
BALANCE DE ENERGÍA
Un BALANCE es la expresión matemática de la ley de conservación de una propiedad, en este caso, la energía.La LEY DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA establece que ésta no se crea ni se destruye.La ley se encuentra recogida en el PRIMER PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA: ΔU = Q - W
EXPRESIÓN GENERAL para cualquier propiedad que se conserva en el sistema:
BALANCE GENERAL PARA LA ENERGÍA:
[ ] [ ] ÓN][ACUMULACI FORMACIÓN -CONSUMO
SALIDA ENTRADA +⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛++=
Sistema CERRADO: NO intercambia materia con los alrededores.Sistema ABIERTO: SÍ intercambia materia con los alrededores.
Sistema AISLADO: NO intercambia materia ni energía.
[ ] [ ] N]ACUMULACIÓ SALIDA ENTRADA [+=
BALANCESDE ENERGÍA
Introducción a la Ingeniería Química UVa - 5: B. de Energía R. E. 3
EXPRESIONES
SISTEMASCON ΔT
SISTEMAS CONCAMBIO DE FASE
INDICE
REACCIÓNQUÍMICA
FORMAS DE ENERGÍA EN UN SISTEMA
Energía Interna: asociada al movimiento y posiciones relativas de las partículas que constituyen el sistema.Energía externa: debida a la posición y movimiento global del sistema.
Dos tipos de energía externa:Energía potencial, energía debida a la posición del sistema respecto de un campo potencial (gravitacional, electrostático, etc.):
Energía cinética, energía debida al desplazamiento del sistema respecto de unos ejes de referencia.
La Energía total del sistema es la suma de las energías interna y externa:
cpTotal E E U E ++=
s · m sistema del velocidad u
kg cuerpo del masa m ·u ·m
21 E
1-2
c⎪⎭
⎪⎬⎫
⎪⎩
⎪⎨⎧
==
===
m origen un de respecto altura z
·s m gravedad naceleració gkg cuerpo del masa m
z · g · m E 2-p
⎪⎭
⎪⎬
⎫
⎪⎩
⎪⎨
⎧
==
==
==
=
BALANCESDE ENERGÍA
Introducción a la Ingeniería Química UVa - 5: B. de Energía R. E. 4
EXPRESIONES
SISTEMASCON ΔT
SISTEMAS CONCAMBIO DE FASE
INDICE
REACCIÓNQUÍMICA
FORMAS DE ENERGÍA EN UN SISTEMA
Energía en tránsito: energía que cede o recibe el sistema.Dos tipos de energía en tránsito:
Calor: energía transferida debido a una diferencia de temperaturas.
Positivo si entra al sistema.Negativo si sale del sistema
Trabajo, energía transferida como consecuencia de cualquier cambio (fuerza) distinto de una variación de temperatura.
Positivo si sale del sistema.Negativo si entra al sistema
Unidades de energía:22 smkgmNJ −⋅⋅=⋅= 1 cal = 4,18 J
BALANCESDE ENERGÍA
Introducción a la Ingeniería Química UVa - 5: B. de Energía R. E. 5
EXPRESIONES
SISTEMASCON ΔT
SISTEMAS CONCAMBIO DE FASE
INDICE
REACCIÓNQUÍMICA
BALANCE DE ENERGÍA EN SISTEMAS CERRADOS
(ENTRADA)-(SALIDA): energía neta transferida al sistema a través de los alrededores.
[ENTRADA]-[SALIDA] = Q – W
Q: calor transmitido hacia el sistema desde los alrededores.W: trabajo realizado por el sistema sobre los alrededores.
(ACUMULACIÓN): incremento de energía total del sistema: energía final del sistema – energía inicial del sistema.
U, Ec, Ep : energías interna, cinética y potencial.
BALANCE: (Q-W) = ΔU + ΔEc + ΔEp
[ ] [ ] ( ) NACUMULACIÓ SALIDA ENTRADA =−
)E E (U - )E E (U (ACUM.) piciipfcff ++++=
El sistema es cerrado pero puede transferirse energía (Q/W) El balance general de energía es:
BALANCESDE ENERGÍA
Introducción a la Ingeniería Química UVa - 5: B. de Energía R. E. 6
EXPRESIONES
SISTEMASCON ΔT
SISTEMAS CONCAMBIO DE FASE
INDICE
REACCIÓNQUÍMICA
BALANCE DE ENERGÍA EN SISTEMAS CERRADOS
SIMPLIFICACIONES:
Si sistema isotérmico, no hay cambio de fase o reacción química y los cambios de presión son menores: ΔU ≈ 0
Generalmente los procesos transcurren sin variaciones de la energía externa: ΔEc ≈ ΔEp ≈ 0
Sistema y alrededores están a la misma T, o sistema aislado térmicamente: Q = 0 (Proceso ADIABÁTICO)
No hay partes móviles para transmitir la energía a los alrededores: W = 0
BALANCE: (Q-W) = ΔU + ΔEc + ΔEp
(Q-W) = △U 1er Principio de la Termodinámica
BALANCESDE ENERGÍA
Introducción a la Ingeniería Química UVa - 5: B. de Energía R. E. 7
EXPRESIONES
SISTEMASCON ΔT
SISTEMAS CONCAMBIO DE FASE
INDICE
REACCIÓNQUÍMICA
BALANCE DE ENERGÍA EN SISTEMAS ABIERTOS
Balance general de energía:
Cada término como VELOCIDADEl intercambio de materia en los sistemas de flujo implica que
hay que realizar un trabajo sobre el sistema para introducir la masa y el sistema realiza un trabajo hacia el exterior al emerger la masa. Además de ese intercambio de materia y energía con el exterior hay transferencia de calor (q) y/o trabajo (Wext).
[ENT]-[SAL]: [energía total transportada por las corrientes de entrada + q] – [energía total transportada por las corrientes de salida + Wext].
(ACUM.): ΔET del sistema
[ ] [ ] ( ) NACUMULACIÓ SALIDA ENTRADA =−
1m& 2m&U2T2P2u2z2
U1T1P1u1z1
Wext
q
BALANCESDE ENERGÍA
Introducción a la Ingeniería Química UVa - 5: B. de Energía R. E. 8
EXPRESIONES
SISTEMASCON ΔT
SISTEMAS CONCAMBIO DE FASE
INDICE
REACCIÓNQUÍMICA
BALANCE DE ENERGÍA EN SISTEMAS ABIERTOS
Formas de energía en el sistema:Interna: UEnergía cinética:
Energía potencial:CalorTrabajo:
: Trabajo de árbol: Trabajo externo sobre el fluido debido a elementos móviles dentro del sistema (bomba, …) o trabajo externo del fluido sobre los alrededores (turbina, …).
: Trabajo de presión: Trabajo asociado a la presión que las corrientes deben vencer para entrar (P1V1) o salir del sistema (P2V2).
·u ·m 21 E 2
c =
z · g · m Ep =
1122ext V· P - ·VP WW +=
ext W
1V · 1P - 2·V2P flujoW =
BALANCESDE ENERGÍA
Introducción a la Ingeniería Química UVa - 5: B. de Energía R. E. 9
EXPRESIONES
SISTEMASCON ΔT
SISTEMAS CONCAMBIO DE FASE
INDICE
REACCIÓNQUÍMICA
BALANCE DE ENERGÍA EN SISTEMAS ABIERTOS
El balance queda:
En estado estacionario (ΔE=0), reagrupando términos:
W E u · m · 21 z · ·g m V· P U
q u · m · 21 z · ·g m V· P U
ext22222222
21111111
+Δ++++
=++++
( ) ( ) ( ) ( ) u · m - u · m · 21 z · ·g m - z · ·g m V· P - V· P U - U W- q 2
112221122112212ext +++=
Operando, teniendo en cuenta que :·V P U H +=( )
H Ec Ep H W- q
Ec Ep V· P U W- q
ext
Hext
Δ≈Δ+Δ+Δ=
Δ+Δ+Δ+Δ=Δ
4434421
W H q H ext21 +=+ ∑∑O bien:
Hq Δ=Si Wext = 0 : (evaluar entalpías)
B. E. estacionario sistemas abiertos
BALANCESDE ENERGÍA
Introducción a la Ingeniería Química UVa - 5: B. de Energía R. E. 10
EXPRESIONES
SISTEMASCON ΔT
SISTEMAS CONCAMBIO DE FASE
INDICE
REACCIÓNQUÍMICA
BALANCE DE ENERGÍA. CAMBIOS DE ENTALPÍA
FENÓMENO CONTRIBUCIÓN ENTÁLPICA
Variación de T CALOR SENSIBLECambio de Fase CALOR LATENTEMezcla/Disolución de componentes
CALOR DE MEZCLA/DISOLUCIÓN
Cambio de especie química
CALOR DE REACCIÓN
Variación de Presión Cambios menores de entalpía
CAMBIOS DE ENTALPÍA EN UN SISTEMA
BALANCESDE ENERGÍA
Introducción a la Ingeniería Química UVa - 5: B. de Energía R. E. 11
EXPRESIONES
SISTEMASCON ΔT
SISTEMAS CONCAMBIO DE FASE
INDICE
REACCIÓNQUÍMICA
BALANCE DE ENERGÍA. SISTEMAS CON VARIACIÓN DE TEMPERATURA
OBJETIVO: Resolver el balance de energía en procesos de calentamiento y/o enfriamiento, procesos que comprenden cambios de temperatura.
El calor transferido para subir o bajar la temperatura de un sistema se denomina CALOR SENSIBLE.
Forma habitual del balance en estos sistemas:
q = ΔH (sistemas abiertos)q = ΔU (sistemas cerrados)
Determinar CALOR SENSIBLE es determinar ΔH (o ΔU) para el cambio de temperatura producido.
BALANCESDE ENERGÍA
Introducción a la Ingeniería Química UVa - 5: B. de Energía R. E. 12
EXPRESIONES
SISTEMASCON ΔT
SISTEMAS CONCAMBIO DE FASE
INDICE
REACCIÓNQUÍMICA
BALANCES DE ENERGÍA. SISTEMAS CON VARIACIÓN DE TEMPERATURA
dT · c dq p=
∫==Δ2
1
T
Tp dT · c q H
dT · c dq v=
∫==Δ2
1
T
Tv dT · c q U
Procesos a P = cte: capacidad calorífica a presión constante (Cp)
Procesos a V = cte: capacidad calorífica a volumen constante (Cv)
BALANCESDE ENERGÍA
Introducción a la Ingeniería Química UVa - 5: B. de Energía R. E. 13
EXPRESIONES
SISTEMASCON ΔT
SISTEMAS CONCAMBIO DE FASE
INDICE
REACCIÓNQUÍMICA
DETERMINACIÓN DE CAPACIDADES CALORÍFICAS
GASESGases ideales: Gases monoatómicos a bajas presiones:
Variación con la temperatura:
Alternativa: empleo de capacidades caloríficas medias
Bibliografía: valores generalmente referidos a 298 K.
R c c vp +=
·K molcal 5,0 cp =
... T · c T · b a c 2p +++=
( )
( ) ( ) ( ) ... T - T · 3c T - T ·
2b T - T · a H
dT · ... T ·c T· b a dT · c q H
121212
T
T
2T
Tp
2
1
2
1
+++=Δ
+++===Δ ∫∫
32
( ) ( )12
T
Tp
p12p
T
Tp T - T
dT · c c T - T · c dT · c H
2
12
1
∫∫ =⇒==Δ
BALANCESDE ENERGÍA
Introducción a la Ingeniería Química UVa - 5: B. de Energía R. E. 14
EXPRESIONES
SISTEMASCON ΔT
SISTEMAS CONCAMBIO DE FASE
INDICE
REACCIÓNQUÍMICA
DETERMINACIÓN DE CAPACIDADES CALORÍFICAS
LÍQUIDOS Y SÓLIDOSPara ambos:
LÍQUIDOS:
Se admite variación lineal con la temperatura:
Bibliografía: valores en forma de ábacos o gráficos.SÓLIDOS:
Ley de Dulong y Petit: para sólidos cristalinos de y a temperatura ambiente
vp c c ≈
T · b a cp +=
( ) 2c c
T - T
dT · c c 21
2
1 Tp, Tp,
12
T
Tp
p+
==∫
40 M ≤
·K molcal 6,2 cp =
BALANCESDE ENERGÍA
Introducción a la Ingeniería Química UVa - 5: B. de Energía R. E. 15
EXPRESIONES
SISTEMASCON ΔT
SISTEMAS CONCAMBIO DE FASE
INDICE
REACCIÓNQUÍMICA
ESTIMACIÓN DE CAPACIDADES CALORÍFICASPara LÍQUIDOS Y SÓLIDOS, a falta de valores experimentales, se
estima CP con la regla de KOPP, a temperatura ambiente y a partir de la suma de las contribuciones de los diferentes elementos constituyentes:
i: átomo, compuesto, …
∑=
=n
1 ipi imezclap, c ·x c
3326Resto
3126S
3123P
2921F
2517O
2416Si
2011B
189,6H
127,5C
líquidossólidos
cp (J/at-g ºC)
BALANCESDE ENERGÍA
Introducción a la Ingeniería Química UVa - 5: B. de Energía R. E. 16
EXPRESIONES
SISTEMASCON ΔT
SISTEMAS CONCAMBIO DE FASE
INDICE
REACCIÓNQUÍMICA
BALANCES DE ENERGÍA. SISTEMAS CON VARIACIÓN DE TEMPERATURA
CÁLCULO DEL CAMBIO DE ENTALPÍA (ΔH) DE UNA MEZCLA CALENTÁNDOSE O ENFRIÁNDOSE
SE CALCULA
SE CALCULA EL CAMBIO DE ENTALPÍA (ΔH) PARA EL CAMBIO DE T1 A T2
La ecuación implica ENTALPÍA DE MEZCLA DESPRECIABLE:Válida para mezclas de gases (siempre)Válida con mezclas de líquidos similaresVálida para gases disueltos en líquidosVálida para sólidos formando disoluciones diluidas
)(n
1 ipic · iy (T)mezclap,c T∑
==
(T)mezclap,c
( ) ( )∑∫=
===n
1i12pii12p,mezcla
T
Tp,mezcla T - T · c · y T - T ·c dT
2
1c ΔH
BALANCESDE ENERGÍA
Introducción a la Ingeniería Química UVa - 5: B. de Energía R. E. 17
EXPRESIONES
SISTEMASCON ΔT
SISTEMAS CONCAMBIO DE FASE
INDICE
REACCIÓNQUÍMICA
BALANCES DE ENERGÍA. SISTEMAS CON CAMBIO DE FASEVAPORIZACIÓN
SÓLIDO LÍQUIDO VAPORFUSIÓN
SOLIDIFICACIÓN CONDENSACIÓN
Cambios en la entalpía específica asociados a cambios de fase a P y T constantes. Esta variación de entalpía es mayor que la debida a un incremento de temperatura.El calor invertido en modificar la fase del sistema se denomina CALOR LATENTE (de fusión, de vaporización, de sublimación)
Calor latente de fusión:
Se encuentran valores tabulados
Estimación a partir de la ecuación:
; N = cteN=0,092 Metales; N=0,025 C. Inorgánicos; N=0,050 C. Orgánicos
ff T·NH =Δ
KT f =
ff ; H λΔ
BALANCESDE ENERGÍA
Introducción a la Ingeniería Química UVa - 5: B. de Energía R. E. 18
EXPRESIONES
SISTEMASCON ΔT
SISTEMAS CONCAMBIO DE FASE
INDICE
REACCIÓNQUÍMICA
Calor latente de vaporización:
Se encuentran valores tabulados
Estimación a partir de la regla de TROUTON:
Estimación por métodos empíricos:
ecuación de CHEN:
ecuación de CLAPEYRON:
Calor latente de sublimación:
SIST. CON CAMBIO DE FASE. DETERMINACIÓN DE CALORES LATENTES
( )( )
0,109
0,088 T
vHetc. molecular, masa baja de alcoholes agua,
polares no líquidos
⎪⎩
⎪⎨⎧
≈Δ
0
TT - 1,07
P ·log 0,0297 0,0327 - TT · 0,0331· T H
cb
ccbbv
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ +
=Δ
V- V · T
H
dTdP
lg
(T)v
0
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛
Δ=
vfs HHH Δ+Δ=Δ
ΔHV[=]kJ/mol ; T0 [=]K
ΔHV ; λV
Tb,Tc[=]K;Pc[=]atm
BALANCESDE ENERGÍA
Introducción a la Ingeniería Química UVa - 5: B. de Energía R. E. 19
EXPRESIONES
SISTEMASCON ΔT
SISTEMAS CONCAMBIO DE FASE
INDICE
REACCIÓNQUÍMICA
SISTEMAS CON CAMBIO DE FASE: EJEMPLO
Determinar la variación de entalpía asociada a la transformación de hielo a presión atmosférica y 253 K, en vapor de agua sobrecalentado a 400 kN/m2 y 423 K.
65v,43f,21 H H H H q H Δ+Δ+λ+Δ+λ+Δ==Δ
( ) ( ) kgkJ 29 K 253 - 273 · g 18 · cal
·mol J 4,18 · K · mol
cal 6,2 T - T · C H 12p1 ===Δ
kgkJ 332 λ f,2 = kgkJ 2257 v,4 =λ
( ) ( ) kgkJ 418 K 273 - 373 · K · kg
kJ 4,18 T - T · C H 23p3 ===Δ
( ) ( ) kgkJ 103 K 373 - 423 · K · kg
kJ 2,065 T - T · C H 45p5 ===Δ
kgkJ 311524 - 103 2257 418 332 29 q H =++++==Δ
HIELOP=1 atm; 253 K
HIELOP=1 atm; 273 K
AGUAP=1 atm; 273 K
VAPOR SAT.P=1 atm; 373 K
AGUAP=1 atm; 373 K
VAP. SOBRECP=40 atm; 423 K
VAP. SOBREC.P=1 atm; 423 K
61
32 54
q
BALANCESDE ENERGÍA
Introducción a la Ingeniería Química UVa - 5: B. de Energía R. E. 20
EXPRESIONES
SISTEMASCON ΔT
SISTEMAS CONCAMBIO DE FASE
INDICE
REACCIÓNQUÍMICA
SISTEMAS CON CAMBIO DE FASE: OTRO EJEMPLO
VAPORIZACIÓN de un líquido (H) y CALENTAMIENTO
H (25ºC, 7 bar, l) H (300 ºC, 7 bar, v)
)25(VHΔ
(Tb)VHΔ
HΔ
CAMINO1
CAMINO2
H (25ºC, 7 bar, l) H (300 ºC, 7 bar, v)HΔ
H (25ºC, 7 bar, v)
calentamiento
)25(VHΔ : DATO, Calor latente de vaporización a 25 ºC a 7 bar
H (25ºC, 7 bar, l) H (300 ºC, 7 bar, v)HΔ
H (Tb, 7 bar, l) H (Tb, 7 bar, v)
calentamiento calentamiento
)bT(VHΔ : DATO, Calor latente de vaporización a Tb a 7 bar
BALANCESDE ENERGÍA
Introducción a la Ingeniería Química UVa - 5: B. de Energía R. E. 21
EXPRESIONES
SISTEMASCON ΔT
SISTEMAS CONCAMBIO DE FASE
INDICE
REACCIÓNQUÍMICA
SISTEMAS CON CAMBIO DE FASE: OTRO EJEMPLO
VAPORIZACIÓN de un líquido (H) y CALENTAMIENTO
H (25ºC, 7 bar, l) H (300 ºC, 7 bar, v)
)b(TVΔH1HΔ
HΔ
CAMINO 3
H (25ºC, 7 bar, l) H (300 ºC, 7 bar, v)HΔ
H (Tb, 1 atm, l) H (Tb, 1 atm, v)
)bT(VHΔ : DATO, Calor latente de vaporización a temp. normal de ebullición, Tb a 1 atm
2HΔ
+Δ 1H 2HΔ
·dTbT
25(l)pc P V̂ 1ΔH ∫+Δ= ·dT
300
bT(v)pc 2ΔH ∫=
=ΔH +Δ )b(TVH
BALANCESDE ENERGÍA
Introducción a la Ingeniería Química UVa - 5: B. de Energía R. E. 22
EXPRESIONES
SISTEMASCON ΔT
SISTEMAS CONCAMBIO DE FASE
INDICE
REACCIÓNQUÍMICA
BALANCES DE ENERGÍA EN SISTEMAS CON REACCIÓN QUÍMICA.
CALOR DE REACCIÓN (ENTALPÍA DE REACCIÓN): Cambio de entalpía de una reacción simple en la que cantidades estequiométricas de reactantes (a P y T) reaccionan completamente para dar productos (a P y T).
En toda reacción se aporta energía para romper enlaces y se libera energía al formar nuevos enlaces. Si el resultado neto lleva a la necesidad de aportar energía la reacción esendotérmica, y si lo que se produce es una liberación de energía la reacción es exotérmica.
En reacciones exotérmicas: para mantener el reactor a T = cte, la energía neta liberada ha de transmitirse desde el reactor hacia el exterior, como calor (o como trabajo). En caso contrario, aumenta T de la mezcla de reacción.
En reacciones endotérmicas: para mantener una T dada, hay que aportar energía al reactor, como calor o como trabajo; en caso contrario la temperatura de la mezcla disminuye
A efectos prácticos, esta liberación o aporte de energía se incorpora como energía en tránsito dentro de los términos correspondientes del balance general de energía.
BALANCESDE ENERGÍA
Introducción a la Ingeniería Química UVa - 5: B. de Energía R. E. 23
EXPRESIONES
SISTEMASCON ΔT
SISTEMAS CONCAMBIO DE FASE
INDICE
REACCIÓNQUÍMICA
BALANCES DE ENERGÍA EN SISTEMAS CON REACCIÓN QUÍMICA.
CALOR DE REACCIÓN (ENTALPÍA DE REACCIÓN):
(P,T) [=] kJ/mol
= f(T) a P bajas o moderadas
CALOR ESTANDAR DE REACCIÓN: (1 atm; 25ºC)
El valor de depende de cómo se escriba la ecuación estequiométrica.
El valor de depende de los estados de agregación de reactantes y productos.
El cambio de entalpía de una reacción a P y T donde se consumen (o generan) nAr moles de A es:
rHΔ
rHΔ
rHΔ
rHΔ
rH0Δ
AAX·A0T)·n(P,rΔH
AArT)·n(P,rΔHΔH
αα==
BALANCESDE ENERGÍA
Introducción a la Ingeniería Química UVa - 5: B. de Energía R. E. 24
EXPRESIONES
SISTEMASCON ΔT
SISTEMAS CONCAMBIO DE FASE
INDICE
REACCIÓNQUÍMICA
BALANCES DE ENERGÍA EN SISTEMAS CON REACCIÓN QUÍMICA.
CÁLCULO DE CALORES DE REACCIÓN
(Medida experimental: CALORÍMETRO)
Ley de HESS: Si la ecuación estequiométrica para la reacción 1 puede obtenerse por operaciones algebraicas de las ecuaciones estequiométricas de las reacciones 2, 3, …, el calor de reacción puede obtenerse realizando las mismas operaciones con los calores de reacción y
CÁLCULO A PARTIR DE CALORES DE FORMACIÓNCALOR ESTANDAR DE FORMACICALOR ESTANDAR DE FORMACIÓÓNN:entalpía de reacción correspondiente a la formación de 1 mol
de componente a partir de sus elementos constituyentes en su estado estándar.
el calor estándar de formación de las especies elementales (O2, …) es 0.
r3H0Δ r1H0Δ
r2H0Δ
H0f
Δ
∑∑ − ΔαΔα=Δ 0reactf,react
0prodf,prod
0r
H · H · H
BALANCESDE ENERGÍA
Introducción a la Ingeniería Química UVa - 5: B. de Energía R. E. 25
EXPRESIONES
SISTEMASCON ΔT
SISTEMAS CONCAMBIO DE FASE
INDICE
REACCIÓNQUÍMICA
BALANCES DE ENERGÍA EN SISTEMAS CON REACCIÓN QUÍMICA.
CÁLCULO DE CALORES DE REACCIÓN
CÁLCULO A PARTIR DE CALORES DE COMBUSTIÓNCALOR ESTANDAR DE COMBUSTICALOR ESTANDAR DE COMBUSTIÓÓNN:
entalpía de reacción correspondiente a la reacción de esa sustancia con oxígeno, para dar productos específicos (p.e., CO2 (g) y H2O (l)), cuando reactivos y productos se encuentran a 25 ºC y 1 atm.
CALORES ESTANDAR DE FORMACIÓN Y DE COMBUSTIÓN ESTÁN TABULADOS
CÁLCULO DEL CALOR DE REACCIÓN A TEMPERATURA T:Conocido el calor estándar de reacción, el calor de
reacción a una temperatura T se calcula como:
H0c
Δ
∑∑ − ΔαΔα=Δ 0prodc,prod
0reactc,react
0r
H · H · H
⎟⎠⎞⎜
⎝⎛
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡ ∑ α∑ −α+Δ=Δ0reactreactprodprod
0r
Tr
T - T pC · pC · H H