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Ejercicios Química Termodinámica

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Ejercicios Resueltos

Termodinámica

Listado

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El radiador de un automovil contiene 5KG de agua.

Calcular cuantos gramos de glicerina hay que añadir para que la solucion no congele hasta -10C.

Nota: El peso molecular de la glicerina es 92.

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El calor específico de cierto metal se determina midiendo la variación de temperatura que tiene lugar cuando una porción calentada del metal se sitúa en un recinto aislado construido del mismo material y que contiene agua. La porción del metal posee una masa de 100g y una temperatura inicial de  grados centígrados. El recipiente posee una masa de 200g y contiene 500 g de agua a una temperatura inicial de 17,3 grados centígrados. La temperatura final es de 22,7 grados centígrados.

¿Cuál es el calor específico del metal?

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El hidrógeno se considera como la fuente de energía mas eficiente, no contaminante, abundante y de costo aceptable en el futuro inmediato. El hidrógeno gaseoso es un combustible extraordinariamente limpio debido a que la energía química almacenada en el enlace H-H se libera cuando se combina con el oxígeno del aire produciendo sólo agua como producto de la reacción. Aunque el hidrogeno puede producirse por reformado de metano, nafta, residuos de petróleo y carbón, la mayor relación atómica H/C en el metano con respecto a otros combustibles, hacen del gas natura la materia prima por excelencia para fabricar hidrógeno.

Específicamente, la metodología mas extendida de producción de gas de síntesis (H2 +CO) es el reformado con vapor de agua conforme a las sig reacción.

CH4(g)+ H2O(g) ---- CO(g)+ 3H2(g)

CO(g) + H2O(g )----- CO2(g) + H2(g)

Se le contratará a usted como ingeniero para que determine las mejores condiciones de presión , temperatura y relación molar de alimentación, que conduzca a una relación H2/CO lo más cercana a 2,5. Adicionalmente se le pide que determine cual es la cantidad de calor asociado a estas condiciones encontradas.

Información adicional

El rango de temperatura y presión en el reactor están respectivamente entre 1000 y 1300 K y 10 y 30 bar.

En miras a reducir la formación de carbón se ha fijado una relación molar de alimento vapor de agua/ metano superior a 1.5.

Haga los cálculos considerando que el sistema de reacción es real y que el comportamiento de la fase gaseosa puede ser representado por una ecuación tipo Peng- Robinson. Para iniciar los cálculos suponga que el comportamiento de la mezcla gaseosa puede aproximarse al ideal.

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Un trozo de plomo de 100g a 100 grados centigrados se introduce en 2500 centimetros cubicos de agua a 5 grados centigrados.

¿Qué temperatura final se tendra en el equilibrio del plomo y el agua?

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Problema 1
Una mezcla de gases está compuesta por nitrógeno (N2), hidrógeno (H2) y bióxido de carbono (CO2), sus porcentajes másicos son: 40%, 25% y 35% respectivamente. Si la mezcla se encuentra a 100 kPa y 17 C, determine:
a) La presión parcial de cada uno de los gases constituyentes de la mezcla.
b) El volumen específico de la mezcla.
Problema 2
A un recipiente de 1 m3 de capacidad contiene oxígeno (O2) a 50C y 400 kPa. Mediante un proceso isotérmico se le introduce nitrógeno (N2) hasta alcanzar una presión de 600 kPa. ¿Cuál debe ser la composición de la mezcla al final del proceso?
Problema 3
Considere un sistema pistón cilindro que contiene un 1 kg mezcla de gases. Los porcentajes en masa de los componentes dela mezcla son: Bióxido de carbono (CO2) 50%, oxígeno (O2) e hidrógeno (H2). Durante un proceso a presión constante se calienta la mezcla de forma que su temperatura se eleva de 50C a 120C. Calcule el calor transferido durante el proceso de calentamiento suponiendo que los calores específicos CP los componentes son:
Cp (CO2)= 0,85 kJ/kg K, Cp (O2)= 0,92 kJ/kg K y Cp (H2)= 14,2 kJ/kg K

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Última actualización: 2013-04-29 02:02:32

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