Termodinamica - Cengel 7th - espanhol

725
CAPÍTULO 13
d ) La presión osmótica en este caso es
¢ P mí n r m R w T 0 ln 11 >y w 2
11 028 kg >m 3 210.4615 kP a # m
3
>kg # K 2 1288.15 K 2ln 11 >0.9888 2
1 540 kPa
que es igual a la presión manométrica mínima a la cual el agua de mar debe
comprimirse si el agua dulce va a ser descargada a la presión atmosférica
local. Como una opción para presurización, la altura mínima sobre el nivel de
agua dulce a la que debe ser elevada el agua de mar para producir agua dulce
es (Fig. 13-24)
¢ z mí n w mín,ent
g
1.50 kJ >kg
a 1 kg # m >s
2
9.81 m >s 2 1 N
ba 1 000 N # m
b 153 m
1 kJ
Comentario Los trabajos de separación mínimos determinados en el párrafo
anterior también representan los trabajos máximos que pueden producirse
durante el proceso inverso de mezclado. En consecuencia, se producen 7.98
kJ de trabajo cuando 0.0348 kg de sal se mezclan reversiblemente con
0.9652 kg de agua para producir 1 kg de agua salina, y se producen 1.50 kJ
de trabajo conforme 1 kg de agua dulce se mezcla reversiblemente con agua
de mar. Por lo tanto, la potencia que puede ser generada conforme un río con
una tasa de flujo de 10 6 m 3 /s se mezcla reversiblemente con agua de mar a
través de una membrana semipermeable, es (Fig. 13-25)
Agua
salina
Δz
Membrana
Agua
pura
P 2 P 1
ΔP P 2 P 1
FIGURA 13-24
La presión osmótica y la elevación del
agua salina.
#
W máx,sal rV # w máx,sal 11 000 kg >m 3 2110 6 m 3 >s 211.50 kJ >kg 2a 1 MW
10 3 kJ >s b
1.5 10 6 MW
lo que muestra la tremenda cantidad de potencia disipada cuando los ríos
desembocan en los mares.
Agua dulce y agua salada
se mezclan irreversiblemente
Agua dulce
de río
Salinidad del agua de mar 3.48%
z
153 m
Agua dulce y salada se mezclan
reversiblemente a través de membranas
semipermeables, y producen energía
FIGURA 13-25
Se puede producir potencia al mezclar reversiblemente soluciones de diferentes concentraciones.