Termodinamica - Cengel 7th - espanhol

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REACCIONES QUÍMICAS
15-72E Un recipiente de volumen constante contiene una
mezcla de 1 lbmol de benceno (C 6 H 6 ) y 60 por ciento de
exceso de aire a 77 °F y 1 atm. Ahora se enciende el contenido
del recipiente y todo el hidrógeno del combustible se quema
a H 2 O, pero sólo 92 por ciento del carbono se quema a CO 2 ,
mientras 8 por ciento restante forma CO. Si la temperatura
final del recipiente es de 2 100 R, determine la transferencia de
calor durante este proceso. Respuesta: 7.57 10 5 Btu
15-73 Para suministrar aire calentado a una casa, un horno de
gas de alta eficiencia quema propano gaseoso (C 3 H 8 ) con una
eficiencia de combustión de 96 por ciento. Tanto el combustible
como 140 por ciento del aire teórico entran a la cámara
de combustión a 25 °C y 100 kPa, y la combustión es completa.
Como éste es un horno de alta eficiencia, los productos
de combustión se enfrían a 25 °C y 100 kPa antes de salir
del horno. Para mantener la casa a la temperatura deseada, se
necesita una tasa de transferencia de calor de 31,650 kJ/h del
horno. Determine el volumen de agua condensada de los gases
de combustión por día. Respuesta: 8.7 L/día
15-74 El producto efectivo de masa por calor específico
(mc v ) de un calorímetro de bomba de volumen constante es
de 100 kJ/K. Se prueba en el calorímetro paja de trigo, que se
está considerando como combustible alternativo. Diez gramos
de esta paja se colocan en el calorímetro. Después de cargar
el calorímetro con oxígeno y quemar la paja, se encuentra que
la temperatura del calorímetro ha aumentado en 1.8 °C. Determine
el poder calorífico de esta paja. ¿Cómo se compara éste
con el poder calorífico superior del combustible de propano?
Temperatura de flama adiabática
15-75C Un combustible se quema por completo, primero
con la cantidad estequiométrica de aire y luego con la cantidad
estequiométrica de oxígeno puro. ¿Para cuál caso será más alta
la temperatura de flama adiabática?
15-76C Un combustible a 25 °C se quema en una cámara
de combustión bien aislada de flujo estacionario con aire que
también está a 25 °C. ¿En qué condiciones será máxima la
temperatura de flama adiabática?
15-77 Hidrógeno (H 2 ) a 27 °C se quema con 50 por
ciento de exceso de aire que también está a 27 °C
durante un proceso de combustión adiabática de flujo estacionario.
Suponiendo combustión completa, determine la temperatura
de salida de los gases de combustión.
Respuesta: 1 978 K
para incluir los combustibles butano, etano, metano y propano,
así como H 2 , para incluir los efectos de las temperaturas de
entrada del aire y del combustible, y el porcentaje del aire teórico
que se suministra. Seleccione un rango de parámetros de
entrada y explique los resultados de sus decisiones.
15-79 Estime la temperatura adiabática de llama de un
soplete de corte de acetileno (C 2 H 2 ), en °C, que usa una cantidad
estequiométrica de oxígeno puro. Respuesta: 8 850 °C
15-80 Compare la temperatura adiabática de la llama del
combustible de propano (C 3 H 8 ) cuando se quema con la cantidad
estequiométrica de aire y cuando se quema con 50 por
ciento de exceso de aire. Los reactivos están a 25 °C y 1 atm.
15-81 Octano líquido (C 8 H 18 ) se quema en el quemador
adiabático de presión constante de un motor de avión con 40
por ciento de exceso de aire. El aire entra al quemador a 600
kPa y 307 °C, y el combustible se inyecta al quemador a 25 °C.
Estime la temperatura de salida de los gases de combustión.
Respuesta: 2.113 K
15-82 Un carbón de Pensilvania, que tiene un análisis másico
elemental de 84.36 por ciento de C, 1.89 por ciento de H 2 , 4.40
por ciento de O 2 , 0.63 por ciento de N 2 , 0.89 por ciento de S y
7.83 por ciento de cenizas (no combustibles), se quema en una
caldera industrial con 100 por ciento de exceso de aire. Esta
combustión es incompleta, con 3 por ciento por volumen del
carbono presente en los productos formando monóxido de carbono.
¿Cuál es el impacto de la combustión incompleta sobre la
temperatura adiabática de llama en °C, en comparación con el
caso de combustión completa? Desprecie el efecto del azufre en
el balance de energía.
Carbón
25 C
100 por ciento
de exceso
de aire
25 C
Cámara de
combustión
FIGURA P15-82
CO 2 , CO, H 2 O
SO 2 , O 2 , N 2
T prod
15-83 Un recipiente adiabático de volumen constante contiene
una mezcla de 1 kmol de gas hidrógeno (H 2 ) y la cantidad
estequiométrica de aire a 25 °C y 1 atm. El contenido del
recipiente se enciende ahora. Suponiendo combustión completa,
determine la temperatura final en el recipiente.
15-84 Se quema metano (CH 4 ) con 300 por ciento de exceso
de aire en un contenedor adiabático de volumen constante.
H 2
27 °C
Aire
Cámara de
combustión
Productos
T prod
Aire + CH 4
25 °C, 100 kPa
27 °C
FIGURA P15-77
P, T
15-78 Reconsidere el problema 15-77. Usando el software
EES (u otro), modifique este problema
FIGURA P15-84