Termodinamica - Cengel 7th - espanhol

En la ausencia de cualquier pérdida de calor hacia los alrededores
(Q 0), la temperatura de los productos alcanzará un
máximo que se denomina temperatura de flama adiabática de
la reacción. La temperatura de flama adiabática de un proceso
de combustión de flujo estacionario se determina de acuerdo
con H prod H react o
N p h° f h h° p N r h° f h h° r
Tomando la dirección positiva de la transferencia de calor
hacia el sistema, la relación de balance de entropía se expresa,
para un sistema cerrado o una cámara de combustión de flujo
estacionario, como
Para un proceso adiabático se reduce a
S gen,adiabático S prod S react 0
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CAPÍTULO 15
P 0 1 atm. Los valores de entropía absoluta a otras presiones
P para cualquier temperatura T se determinan de
s T, P s° T, P 0 R u ln P P 0
Para el componente i de una mezcla de gases ideales, esta
relación puede escribirse como:
s i T, P i s° i T, P 0 R u ln y i P m
P 0
donde P i es la presión parcial, y i es la fracción molar del componente
y P m es la presión total de la mezcla en atmósferas.
Q k
La destrucción de exergía y el trabajo reversible asociados
S
T gen S prod S react
k
con una reacción química se encuentran a partir de
y
X destruida W rev W act T 0 S gen
La tercera ley de la termodinámica establece que la entropía
de una sustancia cristalina pura a la temperatura del cero absoluto
es cero. La tercera ley proporciona una base común para la
entropía de todas las sustancias, y los valores de entropía relativos
a esta base se denominan entropía absoluta. Las tablas de
gases ideales incluyen los valores de entropía absoluta sobre
un amplio intervalo de temperaturas, pero a una presión fija de
W rev N r h° f h h° T 0 s r N p h° f h h° T 0 s p
Cuando los reactivos así como los productos están a la temperatura
de los alrededores T 0 , el trabajo reversible puede expresarse
en términos de las funciones de Gibbs como
W rev N r g° f g T0
g° r N p g° f g T0
g° p
REFERENCIAS Y LECTURAS RECOMENDADAS
1. S. W. Angrist, Direct Energy Conversion, 4a. ed., Boston,
Mass., Allyn and Bacon, 1982.
2. I. Glassman, Combustion, Nueva York, Academic Press,
1977.
3. R. Strehlow, Fundamentals of Combustion, Scranton,
Filadelfia, International Textbook Co., 1968.
PROBLEMAS*
Combustibles y combustión
15-1C ¿Cómo afecta la presencia de N 2 en el aire al resultado
de un proceso de combustión?
15-2C ¿Cómo afecta la presencia de humedad en el aire al
resultado de un proceso de combustión?
* Los problemas marcados con “C” son preguntas de concepto y se
exhorta a los estudiantes a contestarlas todas. Los problemas marcados
con una “E” están en unidades inglesas, y quienes utilizan unidades SI
pueden ignorarlos. Los problemas con un ícono son de comprensión
y se recomienda emplear un software como EES para resolverlos.
15-3C ¿Acaso se conserva intacto el número de átomos de
cada elemento durante una reacción química? ¿Qué ocurre
con el número total de moles?
15-4C ¿Qué es la relación aire-combustible? ¿Cómo se vincula
con la relación combustible-aire?
15-5C ¿La relación aire-combustible que se expresa sobre
base molar es idéntica a la relación aire-combustible expresada
sobre la base de masa?
15-6C ¿Qué representa la temperatura del punto de rocío de
los gases producto? ¿Cómo se determina esto?
15-7 Las cantidades de traza de azufre (S) en el carbón se
queman en presencia de oxígeno diatómico (O 2 ) para formar