INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL   INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE INGENIERÍA Y CIENCIAS SOCIALES Y ADMINISTRATIVAS PLANTAS Y PROCESOS INDUSTRIALES   *Balance en procesos no reactivos* Secuencia: 2IV43 Profesor: CHÁVEZ LÓPEZ RAMÓN Equipo N° 8 Integrantes: González Santos Miguel Octavio Guzmán Martínez Alejandra Ivonne Sánchez Flores Giovanni Alexis Trejo Chávez Samuel Vega Martínez Antonio

Balances en procesos no reactivos Capitulo 8 Balances en procesos no reactivos

ELEMENTOS DE LOS CÁLCULOS DE BALANCE DE ENERGÍA se describe un procedimiento para resolver problemas de balance de energía el cual es aplicado para procesos no reactivos. Se revisara el concepto de estado de referencia para cálculos específicos de energía interna y entalpia. Estados de referencia: Las cantidades de 8.314x10-³ y 0.08314 son valores de la constante de los gases expresada en distintas unidades.

EJEMPLO En relación con el agua en el mismo estado de referencia, la entalpia especifica del vapor de agua a 400°C y 10.0 bar es

Cambios de presión a temperatura constante Se ha observado de manera experimental, que la energía interna es casi independiente, lo mismo que el volumen especifico, de la presión para sólidos y líquidos a una temperatura fija. Si la presión de un solido o liquido cambia la temperatura cambia a temperatura constante

Tanto Ú como H son independientes de la presión para gases ideales Tanto Ú como H son independientes de la presión para gases ideales. Se puede asumir de manera general, que Para un gas bajo un cambio isotérmico de presión, a menos que participen gases que estén a temperaturas muy inferiores a 0°C o presiones muy superiores a 1 atm. Si los gases están lejos de ser ideales o si se someten a cambios de presión grandes, deberá emplear tablas de propiedades termodinámicas, o correlaciones termodinámicas para determinar

CAMBIOS DE TEMPERATURA CALOR SENSIBLE Y CAPACIDADES CALORIFICAS El termino de calor sensible significa que es necesario transferir calor para aumentar o reducir la temperatura de una sustancia o mezcla de sustancias.la cantidad de calor requerida para producir un cambio de temperatura en un sistema puede determinarse a partir de la forma adecuada de la primer ley de la termodinámica:

FORMULAS DE CAPACIDAD CALORIFICA Las capacidades caloríficas Cv y Cp son propiedades físicas de los materiales y están tabulados en referencia estándar. Pueden expresarse en cualquier tipo de unidades de energía por cantidad de energía, por unidad de intervalo de temperatura: Las capacidades caloríficas son funciones de la temperatura y con frecuencia se expresan en forma de polinomio se da los valores de los coeficientes a, b, c, d para diversas especies a 1 atm.

Existen relaciones simples entre Cp y Cv en dos casos: Donde R es la constante de los gases.

Estimación de las capacidades caloríficas: Las expresiones polinómicas para Cp se basan en datos experimentales para diversos compuestos y constituyen una base para el calculo exacto de los cambios de entalpia. REGLA DE KOPP: es un método empírico simple para estimar la capacidad calorífica de un solido o un liquido a o cerca de 20°C. según esta regla, Cp para un compuesto molecular es la suma de las contribuciones de cada elemento de dicho compuesto.

Operación con cambio de fase Las moléculas de vapor se mueven con mayor libertad tienen mucho más energía que las moléculas de un líquido, aún estando a la misma T y P. Los cambios de fase, como fusión y evaporación, van acompañados de grandes cambios de energía interna y entalpía.

Calor Latente El cambio específico de entalpía asociado con la transición de una sustancia de una fase a otra a T y P constantes. Los calores latentes para los dos cambios de fase más comunes se definen como sigue: De fusión De vaporación

Calor de Fusión Es la diferencia de entalpía específica entre las formas sólidas y líquidas de una especie. Calor de Vaporización Diferencia de entalpía específica entre las formas líquida y de vapor de una especie.

Diagramas Psicométricos Diagrama de humedad, se hacen gráficas cruzadas de diversas propiedades de una mezcla de gas-vapor. El más común de estos diagramas es el de sistema aire- agua a 1 atm y se utiliza para analizar procesos de humidificación, secado y acondicionamiento de aire.

Diagramas psicométricos

Propiedades del aire húmedo Temperatura del bulbo seco Humedad absoluta Humedad relativa Punto de rocío Volumen húmedo

Mezclas y Soluciones

Una mezcla ideal es aquella para la cual el calor de la mezcla es despreciable CALOR DE LA SOLUCIÓN Es el cambio de entalpía en un proceso donde un mol de soluto se disuelve a T constante