Analisis de La Primera Ley en Sistemas Reactivos

7/24/2019 Analisis de La Primera Ley en Sistemas Reactivos

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ANALISIS DE LA PRIMERALEY EN SISTEMAS

REACTIVOS


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Combustin

Reaccin qumica duante !a cua! se o"ida un combustib!e # se !ibeauna $an cantidad de ene$a%

A$ente O"idante& Aie

' (mo! O) *%+, (mo! N) -%+, (mo! aie


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Combustin

Tem.eatua de I$nicin& E! combustib!e debe !!e/ase aiba de stemperatura de ignicin .aa inicia !a combustin%

Las tem.eatuas de i$nicin mnimas a.o"imadas de /aiasustancias de! aie atmos01ico son ),2 3C .aa !a $aso!ina4 -22 3C.aa e! cabn4 562 3C .aa e! 7id$eno4 ,'2 3C .aa e! mon"ido d

cabono # ,*2 3C .aa e! metano%


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En un .oceso de combustin de 8u9oestacionaio4 !os com.onentes que entan en!a c:maa de eaccin se denominaneacti/os4 # !os com.onentes que sa!en se!!aman .oductos%

Las ecuaciones qumicas se ba!ancean conbase en e! principio de la conservacin dela masa o e! balance de masa;4 que seenuncia como si$ue& La masa total de cadaelemento se conserva durante una reaccinqumica.


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Re!acin Aie< Combustib!e

=na cantidad uti!i>ada 0ecuentemente en e! an:!isis de .ocesos decombustin .aa cuanti?ca !as cantidades de combustib!e # aie es !arelacin aire-combustible4 AC% Sue!e e".esase en una base demasa # se de?ne como la relacin entre la masa del aire y la masa decombustible en un .oceso de combustin%


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E9em.!o


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An:!isis de Pimea Le# SistemasReacti/os @Abietos;

Cuando !os cambios de ene$as cin1tica # .otencia! son insi$ni?cantes4

Enta!.a sensib!e e!ati/a a! estadode e0eencia est:nda4 di0eenciaente enta!.a sensib!e en e!estado es.eci?cado # !a enta!.asensib!e en e! estado de e0eenciaest:nda de )5 3C # ' atm%

(Bs

(Bmo!


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An:!isis de Pimea Le# SistemasReacti/os @Abietos;

Las anteioes e!aciones de ba!ance de ene$a se esciben a /eces sin e!t1mino de taba9o4 .ues !a ma#o .ate de !os .ocesos de combustin de8u9o estacionaio no im.!ican nin$una inteaccin de este ti.o%

=na c:maa de combustin $enea!mente in/o!uca sa!ida de ca!o .eno entada de ca!o%


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E9ecicio


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An:!isis de Pimea Le# SistemasReacti/os @Ceados;

F G U

Paa e/ita e! uso de ota .o.iedad Hla energa interna de formacinuf3H se uti!i>a !a de?nicin de enta!.a%

Los t1minos Pv son insi$ni?cantes .aa s!idos # !quidos # .uedensustituise .o RuT .aa $ases que se com.otan como un $as idea!%


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ANALISIS DE SE=NDALEY EN SISTEMAS

REACTIVOS


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An:!isis de Se$unda Le#

A! e/a!Ja e! cambio de ento.a tota! o !a $eneacin de ento.a4 !a exX destuida asociada con una eaccin qumica .uede deteminase de&

E! trabajo reversible We/ e.esenta e! t.uede e0ectuase duante un .oceso%

En ausencia de cua!quie cambio en !as .otencia!4 !a e!acin de! taba9o e/esib!e combustin de 8u9o estacionaio que inc!uca!o Jnicamente con !os a!ededoes a Teem.!a>ando !os t1minos de enta!.a .o


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Cuando tanto !os eacti/os como !os .oductos est:n a !a tem.eatuade !os a!ededoes T2% En este caso4

La funcin de Gibbs .o unidad demo! de una sustancia a tem.eatua


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En e! caso mu# es.ecia! en e! que Teact T.od T2 )5 3C @.oe9em.!o4 !os eacti/os4 !os .oductos # !os a!ededoes est:n a )5 3C; !a .esin .acia! Pi ' atm .aa cada com.onente de !os eacti/os # !o.oductos4

Los /a!oes de $30 se .esentan en !a Tab!a A


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E9em.!o

O.cin '

O.cin )


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Cambios de Ento.a de Sistemas Reacti

E! balance de entropa .aa cualquier sistema @inc!u#endo !osistemas eacti/os; que e".eimenta cualquier proceso se e".escomo&

=ti!i>ando cantidades .o unidad de mo! de combustib!e # tomando !adieccin .ositi/a de !a tans0eencia de ca!o acia e! sistema4 !e!acin de ba!ance de ento.a se .uede e".esa de manea m:e".!cita .aa un sistema eacti/o cerrado o de !u"o estacionario como


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Cambios de Ento.a de Sistemas React

Cuando se e/a!Ja !a ento.a de un com.onente de una me>c!a de$ases idea!es4 se debe em.!ea !a tem.eatua # !a .esin .acia! de!com.onente%

Obse/e que !a tem.eatua de un com.onente es !a misma que !atem.eatua de !a me>c!a4 # que !a .esin .acia! de un com.onentees i$ua! a !a .esin de !a me>c!a mu!ti.!icada .o !a 0accin mo!a de!com.onente%

Los /a!oes de ento.a abso!uta a .esiones di0eentes aP2G' atm .aa cua!quie tem.eatua T .uedenobtenese de !a e!acin de! cambio de ento.a de! $asidea! escita .aa un .oceso isot1mico ima$inaio ente!os estados@T4P2; # @T4P;4


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E9em.!o


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Los /a!oes de ento.a inc!uidos en !as tab!as de $as ideacoes.onden a una .esin de ' atm% Ambos $ases4 e! aie # !os $ase.oducto4 est:n a una .esin tota! de ' atm4 .eo !as ento.as /an ca!cu!ase a !a .esin .acia! de !as com.onentes4 que es i$ua! a PGyi#Ptota!


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Tem.eatua L!ama Adiab:tica

En e! caso !mite en que no 7a#a .1dida de ca!o 7acia !os a!ededotem.eatua de !os .oductos a!can>a: un m:"imo4 conocido como temama adiabtica o de combustin adiabtica.

La tem.eatua m:"ima encontada encombustin es meno que !a tem.eadiab:tica teica%


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L!ama Adiab:tica

La tem.eatua de 8ama adiab:tica de un combustib!e no eJnica% Su /a!o de.ende de&

'; e! estado de !os eacti/os

); e! $ado a! que se com.!eta !a eaccin

*; !a cantidad de aie uti!i>ado% Paa un combustib!e es.eci?cado a un estado es.eci?cado que s

quema con aie a un estado es.eci?cado, la temperatura dfama adiabtica alcanza su valor mximo cuando sucedela combustin completa con la cantidad terica de aire.


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