Otras carreras Problema termodinamica

[antonz]

[FONT=Lucida Grande]
[/FONT]Antes de nada, decir que este problema pertenece a la asignatura de química, así que no se si me habré equivocado al crearlo en este subforo. Si es así, pido perdón por ello.

Todos los calculos que hago conducen a un resultado erroneo y ya voy a recurrir a vosotros.


Se dispone de 1 m3 de butano (C4H10) en condiciones estándar, se añade aire con un exceso del 100% y se provoca la combustión. Si el rendimiento del proceso es del 70%.
Calcular:
a)La composición de los gases de salida
b)El calor desprendido.
c)Si este calor se aprovecha para calentar agua. ¿Cuántos kilogramos de agua se pueden calentar hasta 100ºC si inicialmente se encontraba a 25º C?

Datos:<strong>\Delta Hof(dióxido de carbono) = -393,5 kJ/mol, <strong>\Delta Hof(agua líquida)= -285,7 kJ/mol, <strong>\Delta Hof(butano) = -124,7 kJ/mol

Sol: a) 345,8mol O2;2001,2mol N2;12,3mol C4H10;114,6mol CO2; b) 82437 kJ; c) 263 kg

Creo que mi problema esta en que no interpreto bien lo del exceso del 100% de aire.

Primero, la reacción que tiene lugar es esta: C4H10 + 9/2 O2 --> 4 CO2 + 5 H2O

paso a moles los 1000 L de C4H10 con PV=nRT --> Da 40,92 mol C4H10 y por factores de conversión calculo la cantidad de oxigeno necesaria para la reacción y aplico el 70% pero el resultado no me da. Sin embargo cuando lo hago con el CO2 si me sale bien.

Algún alma caritativa que me ayude? Tengo examen mañana...

Un saludo y gracias!

[pilimafiqui]

Re: Problema termodinamica

Tienes mal ajustado el oxígeno, no es 9/2 es 13/2 ya que en los productos tienes 4.2 en el dióxido de carbono y en el agua 5 de oxígeno por lo que te da : 8 + 5 = 13

[antonz]

Re: Problema termodinamica

Llevas toda la razón.. vaya fallo tonto.

Aun así, me siguen sin dar los resultados, creo que no aplico bien el concepto de exceso de aire al 100%. Por lo que tengo entendido, significa que se le proporciona el doble de aire del requerido a la reacción.

A ver, explico lo que hago.
1- Tengo 40,92 moles C4H10 , por relaciones estequiométricas me sale que para que se lleve a cabo la combustión se necesitan 265,98 moles de O2
2- La composición del aire que tenemos en cuenta es 21% O2 y 79% N2 .
3- A partir de aqui me surgen las dudas. Me piden la composición de gases de salida, asi que no reacciona todo el O2. Aplico el porcentaje de O2 en el aire a los gramos de O2( Salen 40518,1 g de aire) , esta cantidad la multiplico por 2 (por que es el doble de aire= 81036,2 g) y le hago el 70% ( salen 56725,34 g de aire)
4- Vuelvo a pasar esa cantidad de aire a moles O2 volviendo a aplicar el porcentaje. Como resultado final obtengo 372,26 moles de O2


Me da en la nariz que los pasos que sigo tienen algún que otro fallo..

Un saludo, y muchas gracias por tu respuesta pilimafiqui

PD: Cayó en el examen un problema de combustión también con exceso de aire al 100%

[Breogan]

Re: Problema termodinamica

Hola:

Sin saber mucho del tema, y solo como un recuerdo difuso de mis años de estudio, creo que la eficiencia de la combustión se refiere a que porcentaje del combustible involucrado es realmente quemado.
Es decir el problema dice que de cada diez moléculas de butano que participan en la combustión solo se queman siete.

En un proceso estequiometrico la reacción seria:

$20 C_4 H_{10} + 130 O_2 \to 6 C_4 H_{10} + 56 C O_2 + 70 H_2 O + 39 O_2$

si no me equivoque.

s.e.u.o.

Suerte