Termodinamica - Yunes Cengel y Michael Boles - Septima Edicion

CAPÍTULO
REACCIONES QUÍMICAS
15
Los capítulos anteriores se limitaron a considerar sistemas termodinámicos
no reactivos —aquellos cuya composición química permanece invariable
durante un proceso—, incluso en procesos durante los cuales se formaba
una mezcla homogénea a partir de dos o más fluidos sin la presencia de ninguna
reacción química. En este capítulo se estudian sistemas cuya composición
química cambia durante un proceso, es decir, sistemas que implican reacciones
químicas.
Para trabajar con sistemas no reactivos es necesario considerar sólo la energía
interna sensible (asociada con los cambios de presión y temperatura) y
la energía interna latente (asociada con los cambios de fase). Pero cuando se
trabaja con sistemas reactivos también se debe considerar la energía interna
química, energía asociada a la destrucción y la formación de enlaces químicos
entre los átomos. Las relaciones de balance de energía desarrolladas para sistemas
no reactivos también son aplicables a sistemas reactivos, aunque los términos
de energía en el último caso deben incluir la energía química del sistema.
En este capítulo se estudia un tipo particular de reacción química, conocida
como combustión. Sin embargo, el lector debe recordar que los principios desarrollados
son igualmente aplicables a cualquier reacción química.
Se empieza con un análisis general de combustibles y combustión. Luego
se aplican los balances de masa y energía a sistemas reactivos. Al respecto se
analiza la temperatura de flama adiabática, que es la temperatura más alta que
una mezcla reactiva puede alcanzar. Por último, se examinan los aspectos de la
segunda ley de las reacciones químicas.
OBJETIVOS
En el capítulo 15, los objetivos son:
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Proporcionar un panorama de los
combustibles y la combustión.
Aplicar el principio de la conservación
de la masa a sistemas reactivos
para determinar las ecuaciones
de reacción balanceadas.
Definir los parámetros utilizados en
el análisis de la combustión, tales
como la relación aire-combustible,
el porcentaje teórico de aire y la
temperatura de punto de rocío.
Aplicar balances de energía a sistemas
reactivos para volúmenes de
control de flujo estacionario y para
sistemas de masa fija.
Calcular la entalpía de reacción, la
entalpía de combustión y los poderes
caloríficos de los combustibles.
Determinar la temperatura de flama
adiabática para mezclas reactivas.
Evaluar el cambio de entropía de los
sistemas reactivos.
Analizar los sistemas reactivos
desde la perspectiva de la segunda
ley.