Química - Ministerio de Educación

El calor de combustión y el
ahorro de energía
Los fenómenos térmicos, como hemos visto
a lo largo del tema, son aquéllos que están
relacionados con la emisión y la absorción
del calor. Estos fenómenos pueden ser
encontrados en cada actividad que el hombre
realiza diariamente: el calentamiento de la
atmósfera por la radiación solar, la
climatización gracias al aire acondicionado, la
cocción de los alimentos y su refrigeración, la
calefacción del hogar, entre muchos otros.
Una característica general de los fenómenos
térmicos es que existen cuerpos que ceden
energía en forma de calor y otros cuerpos que
son capaces de absorber dicha energía;
absorción o emisión denominada cantidad
de calor.
Como hemos estudiado, la cantidad de calor
(q) se define como la energía cedida o
absorbida por un cuerpo de masa (m), cuando
su temperatura varía en un número
determinado de grados. Sabemos, además,
que la dependencia de la cantidad de calor
con la naturaleza de la sustancia, se
caracteriza por una magnitud denominada
calor específico de la sustancia.
s = q _______
m • ∆T
Gracias a esta fórmula es posible apreciar que
la cantidad de calor es directamente
proporcional a la masa del cuerpo, a su calor
específico y a la variación de la temperatura.
Considerando además, lo propuesto por la ley
de conservación de la energía, sabemos que la
energía absorbida (o cedida) por un cuerpo
debe ser emitida (o absorbida) por otro
cuerpo. Así, por ejemplo, durante el proceso
de combustión muchas sustancias
desprenden energía hacia el entorno.
Durante la combustión de los cuerpos, el
desprendimiento de calor se realiza de forma
diferente de acuerdo con las características
físicas y químicas del cuerpo en cuestión. Una
magnitud que permite caracterizar
cuantitativamente el desprendimiento de
calor de los cuerpos durante la combustión, es
el denominado calor específico de
combustión, definido como la cantidad de
calor (q) que cede la unidad de masa del
cuerpo al quemarse totalmente. Algunos de
ellos se presentan en la tabla, valores de los
cuales se puede concluir que “iguales masas
de combustibles diferentes, desprenden
diferentes cantidades de calor al quemarse
totalmente". "Asimismo, masas diferentes del
mismo combustible desprenden, también,
diferentes cantidades de calor”.
Material
combustible
Calor especí co
de combustión
(MJ/Kg)
Gas metano 55
Petróleo crudo 47
Carbón vegetal 30
Madera de pino 21
Leña seca 18
Leña verde 9
Al observar atentamente los datos de la tabla,
podrás apreciar que el calor de combustión de
la leña seca es el doble del correspondiente a
la leña verde. Este hecho nos permite concluir
que si cierta masa de leña húmeda desprende
una cantidad de calor al quemarse totalmente,
obtendremos exactamente la misma cantidad
de calor si solo se usa la mitad de la masa de
leña seca. Así, al utilizar la leña seca, se ahorra
la mitad de la madera que se quema; por
ende, siempre será más conveniente emplear
la leña seca en consideración a su calor de
combustión.
Ahora bien, si comparamos los valores del calor
de combustión del carbón vegetal y de la leña
seca, se puede concluir que el valor del primero
es aproximadamente 1,7 veces mayor. De aquí
se puede sugerir que la opción de utilizar el
carbón vegetal en sustitución de la leña no es
despreciable en términos de eficiencia. Por otra
parte, la combustión del carbón vegetal resulta
mucho menos contaminante que la
combustión de la leña seca. Estos datos nos
indican que en lugar de continuar el empleo
sistemático de la leña, sería recomendable
incrementar la fabricación del carbón, que es
más eficiente por su potencia calorífica y más
ecológico como combustible.
Asimismo, el metano, que puede ser obtenido
fácilmente a partir de la fermentación de la
biomasa en los digestores y con un bajo costo
de producción, tiene una amplia utilización
práctica como combustible, tanto doméstico
como en la industria. Su alto poder de
combustión indica que el incremento en su
producción debe ser objetivo, para garantizar
una fuente de energía a partir de los residuales
de la biomasa.
Fuente: (adaptación): Pérez Ruiz, O. A., Villegas Sáez, A. (S. F.). El calor de combustión y el ahorro de energía. Isla de la Juventud, Cuba: Instituto Superior Pedagógico
Carlos Manuel de Céspedes. Recuperado www.cubasolar.cu
Preguntas para la reflexión
1 En bibliografía anexa, investiga: ¿Cuál de los materiales combustibles
listados en la tabla son los más contaminantes?
2 Considerando lo investigado anteriormente, ¿cuál de ellos propondrías
como una forma amigable con el medio ambiente?
Habilidades que se desarrollarán:
- Aplicar
- Investigar
- Analizar
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