Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Make your likes visible on Facebook?

Connect your Facebook account to Prezi and let your likes appear on your timeline.
You can change this under Settings & Account at any time.

No, thanks

Elementos de los calculos de balance de energía y cambios de presión a temperatura constante

No description
by

Tania García Magaña

on 3 January 2013

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of Elementos de los calculos de balance de energía y cambios de presión a temperatura constante

8.1|Elementos de los calculos de balance de energía
8.2|cambios de presión a temperatura constante Tania Lizbeth García Magaña
Hector Miguel Miranda Muñoz
Valeria Amalia Sánchez Velazquez IQ. Juan Pablo Martínez Sierra 8.1 C Procedimiento para calcular balance de energía. La acetona (que denota como Ac) se condensa en forma parcial de una corriente de gas que contiene 66.9% de mol de vapor de acetona y el balance de nitrógeno. Las especificaciones del proceso y los cálculos de balance de materia conducen al siguiente diagrama: Ejercicio el proceso opera en estado estacionario. Calcule la velocidad de enfriamiento necesaria 1.- Llevar a cabo los cálculos de balance de materia necesarios 2.- Escribir y simplificar el balance de energía. Procedimiento 3.- Elegir métodos de referencia para la acetona y el nitrógeno 4.- construir una tabla de entalpia de entrada y de salida 5.- calcular todas las entalpías específicas desconocidas *sistema abierto en estado estacionario *no hay partes móviles *no se transfiere energía * no hay distancia significativa que separe los puertos de entrada y la salida * ocurren cambios de fase y de temperatura no despresiables El balance de energía se reduce a: Nitrógeno g, 20 °C, 1 atm Acetona l, 25 °C, 5 atm * construir trayectoras hipoteticas de proceso desde los estados de referencia hasta especies en proceso * * para determinar 8.2| para el cambio de presión que sufre un liquido o solido con volumen especifico constante para la acetona liquida puede determinarse como 0.0734 L/mol a partir de la gravedad específica 8.3| 1 2 para un cambio de T a T a P constante 8.4| define el calor de vaporización como para un cambio de liquido a vapor en el punto de ebullicón normal, 6.- calcular H 7.- calcular todo el trabajo diferente de cero, y los terminos de energía cinética y potencial 8.- despejar del balance de energía el calor debe transferirse desde el condensador a razón de 2320 kW para lograr el enfriamiento y la condensación requeridos 1.Realice todos los cálculos de balance de materia requeridos 2.Escriba la forma adecuada del balance de energía (sistema abierto o cerrado) y elimine cualquier término que sea cero o insignificante para el sistema de proceso dado. 3.Elija un estado de referencia. Fase, temperatura y presión, para cada especie que participa en el proceso. a)Para un sistema cerrado a volumen constante, construir una tabla con columnas para la cantidad final y la inicial de cada especie (mi o ni) y las energías internas especificas en relación con lo estados de referencia elegidos (ûi). 4 Paso b) Para un sistema abierto construir una tabla con columnas para las velocidades de flujo de los componentes de las corrientes de entrada y salida (mi o ni) y las entalpias específicas en relación con los estados de referencia elegidos. 5.Calcular todos los valores requeridos de ûi o (Ĥi) e insertar los valores en los sitios adecuados de la tabla. 6.Calcular: 7.Calcular cualquier término de trabajo, energía cinética o potencial que no se haya anulado del balance de energía. 8.Resolver de balance de energía cualquier variable desconocida ( a menudo Q o Q) 8.2 Cambios de presión a temperatura constante. Tanto û como son independientes de la presión para gases ideales. En consecuencia, se puede asumir, de manera general, que û0 y 0 para un gas bajo un cambio isotérmico de presión, a menos que participen gases que estén a temperaturas inferiores a 0C, o presiones muy superiores a 1 atm. Si la presión de un sólido o de un líquido cambia a temperatura constante, puede escribir: 8.1 ELEMENTOS DE LOS CÁLCULOS DE BALANCE DE ENERGIA. ESTE PROCEDIMIENTO PARA RESOLVER PROBLEMAS DE BALANCE DE ENERGÍA SE APLICA PARA PROCESOS TANTO REACTIVOS COMO NO REACTIVOS. 8.1 A ESTADOS DE REFERENCIA ES IMPOSIBLE CONOCER LOS VALORES ABSOLUTOS DE U y H PARA UNA ESPECIE EN UN ESTADO DADO.

Û (kJ/mol) ES LA SUMA DE LAS ENERGÍAS CINÉTICAS DE LAS 6.02 X 10 MOLÉCULAS DE UN GR-MOL DE LA ESPECIE, MAS LAS ENERGÍAS INTRAMOLECULARES CINÉTICAS Y POTENCIALES DE TODOS LOS ÁTOMOS Y PARTÍCULAS SUBATÓMICAS, CANTIDADES IMPOSIBLES DE DETERMINAR. COMO Ĥ=Û+PV Y NO PODEMOS CONOCER EL VALOR DE Û, TAMPOCO SE PUEDE CONOCER EL VALOR DE H EN UN ESTADO ESPECIFICO. * EN ESTADOS ESPECIFICOS NO ES NECESARIO CONOCER LOS VALORES ABSOLUTOS DE Ĥ o Û, BASTA CON CONOCER Ĥ Y Û ESPECÍFICOS , SE PUEDEN DETERMINAR MEDIANTE EXPERIMENTOS.
* SE PUEDE DETERMINAR Û=Û-Û ELIGIENDO UN ESTADO DE REFERENCIA, PARA LA TRANSICIÓN DEL ESTADO DE REFERENCIA HASTA OTROS ESTADOS.
* SI ESTABLECEMOS Û =0 ENTONCES Û (= Û) PARA UN ESTADO ESPECIFICO ES LA ENERGIA INTERNA ESPECIFICA EN ESE ESTADO EN RELACION CON EL DE REFERENCIA. REF REF 23 *LAS ENTALPIAS ESPECIFICAS DE CADA ESTADO SE PUEDEN CALCULAR A PARTIR DE LA DEFINICION Ĥ=Û+P ,SIEMPRE Y CUANDO SE CONOZCA EL DE LA ESPECIE A LAS T Y P DADAS.
*LOS VALORES DE Ĥ Y Û EN LAS TABLAS DE VAPOR SE GENERARON POR ESTE PROCEDIMIENTO.
*SE ELIGIO COMO ESTADO DE REFERENCIA EL AGUA LIQUIDA EN EL PUNTO TRIPLE [H2O(1,0.01 °C, 0.00611 bar)], PUNTO EN EL CUAL Û SE DEFINIO COMO CERO. LA TABLA B.7, (PARA VAPOR DE AGUA) A 4OO ⁰°C Y 10.0 bar, Û = 2958 kJ/kg, ESTO NO SIGNIFICA QUE EL VAPOR ABSOLUTO DE Û PARA EL AGUA EN EL ESTADO ABSOLUTO SEA 2958 kJ/kg (ES IMPOSIBLE CONOCER EL VALOR ESPECIFICO DE Û).ESTO SIGNIFICA QUE Û DEL VAPOR DE AGUA A ESTA T Y P ES 2958 kJ/kg EN RELACION CON EL AGUA EN ESTADO DE REFERENCIA , Ó EN RELACION CON EL AGUA EN EL MISMO ESTADO DE REFERENCIA , LA ENTALPIA ESPECIFICA DEL VAPOR DE AGUA A 400 C Y 10.0 bar ES :
Ĥ=Û+P LAS CANTIDADES 8.314 X 10 Y 0.08314 SON VALORES DE LA CONSTANTE DE LOS GASES EXPRESADA EN DISTINTAS UNIDADES. -3 8.1 B TRAYECTORIA HIPOTETICAS DE PROCESO Ĥ Y Û SON PROPIEDADES DE ESTADO DE UNA ESPECIE , ES DECIR SUS VALORES SOLO DEPENDEN DEL ESTADO DE LA ESPECIE:T Y ESTADO DE AGREGACIÓN Y EN MENOR GRADO DE SU P (Y PARA MEZCLAS DE ALGUNAS ESPECIES, DE SU FRACCION MOLAR EN LA MEZCLA).

CUANDO UNA ESPECIE PASA DE UN ESTADO A OTRO ,TANTO Û COMO Ĥ PARA EL PROCESO SON INDEPENDIENTES DE LA TRAYECTORIA QUE ESTA SIGA DEL PRIMER ESTADO AL SEGUNDO. APROVECHANDO EL HECHO DE QUE Ĥ Y Û SON PROPIEDADES DE ESTADO ES POSIBLE CALCULAR Û Y Ĥ PARA CUALQUIER PROCESO. EL PROCEDIMIENTO CONSISTE EN CONSTRUIR UNA TRAYECTORIA DE PROCESO HIPOTETICA,DESDE EL ESTADO INICIAL HASTA EL FINAL(UNA SERIE DE PASOS PARA LOS 5 TIPOS DE PROCESOS DADOS),SE CALCULA Ĥ PARA CADA UNO DE LOS PASOS Y DESPUES SE SUMAN LOS VALORES DE LAS Ĥ, CON EL FIN DE CALCULAR Ĥ PARA EL PROCESO TOTAL. COMO Ĥ ES UNA PROPIEDAD DE ESTADO, Ĥ CALCULADO PARA LA TRAYECTORIA HIPOTETICA DEL PROCESO ES EL MISMO QUE Ĥ PARA LA TRAYECTORIA REAL QUE SIGUE EL PROCESO.

EL MISMO PROCEDIMIENTO PUEDE EMPLEARSE PARA CALCULAR Û PARA CUALQUIER PROCESO. EN ESTA TRAYECTORIA SE OBSERVA QUE LOS PASOS PRIMERO,TERCERO Y QUINTO SON DE TIPO 2 (CAMBIO DE T A P CONSTANTE),EL SEGUNDO Y EL CUARTO SON DE TIPO 3 (CAMBIO DE FASE A T Y P CONSTANTE) Y EL SEXTO PASO DE TIPO 1 (CAMBIO DE P A T CONSTANTES). EL SIGUIENTE PASO SERIA DETERMINAR LOS VALORES DE Ĥ PARA LOS PASOS 1,3,5,Y 6(CAP 8.2),LOS VALORES DE LA TABLA B.1 Y DESPUES APLICAR EL HECHO DE QUE H ES UNA PROPIEDAD DE ESTADO PARA CALCULAR LA Ĥ DESEADA(PARA LA LINEA PUNTEADA) COMO
Full transcript