63.01 Química - Ejercicios adicionales de Termodinámica y Equilibrio

A partir de un caudal de 500 kg/h de agua a 45ºC, se desea producir vapor saturado a 1 atm. Para ello se cuenta con eicosano como combustible( ). Se estima una perdida de calor del 15% con los gases de la chimenea.

1. Calcular el caudal de combustible, en Kg/h, para operar la caldera.
2. Calcular el caudal de aire requerido para la combustión, en CNPT, si se introduce un exceso del 20% en volumen, para asegurar la combustión completa.
3. Escribir la ecuación termoquímica de la combustión, y calcular , ; y W para la reacción química, a 1 atm y 25ºC.

Datos:

• = 1 cal/gºC
• , a 4 atm = 144ºC
• , a 144ºC = 9,73 kcal/mol
• = -3384 kcal /mol
• R = 1,98 cal/mol K

1. 31,35 kg/h
2. 433,7

Un secadero de yerba mate procesa 6.000 kg/día de producto, originalmente con 50% de humedad, el que debe salir con 23% de humedad. El secadero opera a temperatura constante de 60ºC y es alimentado con , cuya entalpía standard de combustión es = -3220 kcal/mol. El rendimiento térmico de la instalación es del 76% y la entalpía standard de vaporización del agua a la temperatura de operación es 9,72 kcal/mol. Calcular el consumo de combustible mensual, en kg.

3537,73 kg

Cuando se hace pasar etanol (g) sobre un catalizador a 400 K ocurre la deshidratación del mismo con formación de etileno (g). A la temperatura indicada y a 1 atm reacciona el 90.6% del etanol introducido en el reactor. La deshidratación de un mol de etanol aumenta la energía interna del sistema en 84,156 kJ.

1. Escribir la ecuación termoquímica correspondiente.
2. Calcular en las condiciones dadas.
3. Calcular la composición del sistema final cuando la deshidratación de etanol se realiza, en las condiciones indicadas, con la energía que libera la combustión de 4 g de grafito.

Datos:

• de la combustión del grafito = - 393,51 kJ/mol

1. 
2. 9,64
3. 0.16 moles de etanol ; 1.56 moles eteno ; 1.56 moles agua

En un reactor, que opera a 20 atm y 25ºC, se colocaron 30 moles de un gas el que se descompuso de acuerdo con la reacción: . Al llegar al estado de equilibrio, el sistema había realizado un trabajo mecánico de 59230 J.

1. Calcular la composición final alcanzada por el sistema en mol/L, y .
2. Calcular el calor intercambiado con el medio.
3. Calcular la variación de energía interna que experimenta el sistema.

Datos:

• = - 5,43 Kcal/mol.
• R = 8,314 J/mol.K = 0,082 L.atm/mol.K

1. = 0.0926 M ; = 0.181 M ; = 0.54 M
2. 542.46 kJ
3. -601.69 kJ