Maquinas y equipos termicos >
Combustibles
>
Clasificación de los combustibles
>
Podemos Podemo s clasificar a los combustibles según su origen en comerciales y especiales.
>
Combustibles Combustibl es comerciales Naturales o primarios
Sólidos carbón, madera, biomasa algunos metales (costo muy elevado)
1
Uranio (elemento radiactivo que genera la fisión en un reactor nuclear)
Maquinas y equipos termicos >
Gases
>
Gas natural Gas licuado de petróleo (GLP)
>
Artificiales Artificial es o secundarios
>
Sólidos
>
coque (destilado de carbón de hulla)
>
carbón egetal (destilado de la madera a
>
2!"#$) >
%glomerado de hulla
>
&iomasa residual (basura y residuos urbanos' estircol' etc.)
2
Maquinas y equipos termicos >
Gases
>
Gas natural Gas licuado de petróleo (GLP)
>
Artificiales Artificial es o secundarios
>
Sólidos
>
coque (destilado de carbón de hulla)
>
carbón egetal (destilado de la madera a
>
2!"#$) >
%glomerado de hulla
>
&iomasa residual (basura y residuos urbanos' estircol' etc.)
2
Maquinas y equipos termicos >
Líquidos
>
%lcoholes (destilados de la biomasa) %ceites de nafta y ben*ol (destilados de petróleo)
>
Gaseosos
>
> > >
+estilados de madera +estilados de la hulla +estilados de naftas de petróleo
Maquinas y equipos termicos >
Combustibles especiales
>
-ste tipo de combustibles generalmente se utili*an para impulsar cohetes o en usos militares.
,
>
Líquidos
>
2 liquido / 02 liquido
>
erosene / 02 liquido
>
+imetilhidracina 3243($)25 / 320,
>
Sólidos
>
Perclorato amónico ( 3 ,$l0,)
>
Pólora (3a30 o 30 '/ 6 / $ )
Maquinas y equipos termicos >
6e denomina combustible fósil al que proiene de restos org7nicos egetales y animales y se e8trae de la naturale*a. -llos son el carbón' el petróleo y el gas natural. -l petróleo es un combustible pero generalmente no se lo utili*a como tal directamente' sino que se lo caracteri*a como una e8celente materia prima para obtener' mediante su refinación y tratamiento' otras sustancias de mayor importancia industrial como los gases licuados de petróleo (GLP)' naftas' gas4oil'
!
fuel4oil' y otros productos.
Maquinas y equipos termicos >
Propiedades de los combustibles
>
Las propiedades m7s caracter:sticas de un combustible son las siguientes;
>
Composición
>
$onocer la composición de un combustible es muy importante para poder determinar los par7metros caracter:sticos estequiomtricos de la reacción de combustión y conocer si en el e8isten sustancias que puedan tener importancia posterior en cuanto a la contaminación o nociidad de los productos de reacción. 9
Maquinas y equipos termicos >
Combustión
>
Conceptos sobre combustión
>
La reacción de combustión se basa en la reacción qu:mica e8otrmica de una sustancia o me*cla de sustancias llamada combustible con el o8:geno. -s caracter:stica de esta reacción la formación de una llama' que es la masa gaseosa incandescente que emite lu* y calor' que esta en contacto con la sustancia combustible.
<
Maquinas y equipos termicos >
La reacción de combustión puede llearse a cabo directamente con el o8igeno o bien con una me*cla de sustancias que contengan o8:geno' llamada comburente' siendo el aire atmosfrico el comburente mas habitual.
=
Maquinas y equipos termicos >
La reacción del combustible con el o8:geno origina sustancias gaseosas entre las cuales las m7s comunes son $0 2 y 20. 6e denominan en forma genrica productos' humos o gases de combustión. -s importante destacar que el combustible solo reacciona con el o8igeno y no con el nitrógeno' el otro componente del aire. Por lo tanto el nitrógeno del aire pasar7 :ntegramente a los productos de combustión sin reaccionar.
>
Maquinas y equipos termicos >
-ntre las sustancias mas comunes que se pueden encontrar en los productos o humos de la reacción se encuentran;
>
$02
>
20 como apor de agua
>
32
>
02
>
$0
>
2
>
$arbono en forma de holl:n
>
602 1"
Maquinas y equipos termicos >
+e acuerdo a como se produ*can las reacciones de combustión' estas pueden ser de distintos tipos;
>
Combustión completa
>
0curre cuando las sustancias combustibles reaccionan hasta el m78imo grado posible de o8idación. -n este caso no habr7 presencia de sustancias combustibles en los productos o humos de la reacción.
11
Maquinas y equipos termicos >
Combustión incompleta
>
6e produce cuando no se alcan*a el grado m78imo de o8idación y hay presencia de sustancias combustibles en los gases o humos de la reacción.
>
Combustión estequiométrica o teórica
>
-s la combustión que se llea a cabo con la cantidad m:nima de aire para que no e8istan sustancias combustibles en los gases de reacción. -n este tipo de combustión no hay presencia de o8igeno en los humos' debido a que este se ha empleado :ntegramente en 12 la reacción.
Maquinas y equipos termicos >
Combustión con exceso de aire
>
-s la reacción que se produce con una cantidad de aire superior al m:nimo necesario. $uando se utili*a un e8ceso de aire' la combustión tiende a no producir sustancias combustibles en los gases de reacción. -n este tipo de combustión es t:pica la presencia de o8igeno en los gases de combustión.
>
La ra*ón por la cual se utili*a normalmente un e8ceso de aire es hacer reaccionar completamente el combustible disponible en el1proceso.
Maquinas y equipos termicos >
Combustión con defecto de aire
>
-s la reacción que se produce con una menor cantidad de aire que el m:nimo necesario. -n este tipo de reacción es caracter:stica la presencia de sustancias combustibles en los gases o humos de reacción.
1,
Maquinas y equipos termicos >
Poder Calorífico
>
-l poder calor:fico (P$) de un combustible es la cantidad de energ:a desprendida en la reacción de combustión' referida a la unidad empleada de combustible (g' mol' m )
>
+e acuerdo a como se e8presa el estado del agua en los productos de reacción se puede diidir en;
1!
Maquinas y equipos termicos
>
Poder calorífico Superior (PCS):
>
-8presa la cantidad de calor que se desprende en la reacción completa de la unidad de combustible con el agua de los humos en forma l:quida a " #$ y 1 atm.
19
Maquinas y equipos termicos >
Poder calorífico Inferior (PCI):
>
-8presa la cantidad de calor que se desprende en la reacción completa de la unidad de combustible con el agua de los humos en estado de apor.
1<
Maquinas y equipos termicos >
Viscosidad
>
La iscosidad tiene gran importancia en los combustibles l:quidos a efectos de su almacenamiento y transporte. 6u determinación es e8perimental y los alores t:picos se encuentran tabulados para los distintos combustibles industriales l:quidos.
1=
Maquinas y equipos termicos >
Densidad
>
Generalmente se determina e8perimentalmente y para el caso de los combustibles gaseosos se utili*a la densidad relatia al aire. -n la pr7ctica es muy importante conocer este par7metro para saber si el gas combustible se acumula en el techo o en el suelo' en caso de una fuga en un local cerrado.
>
La densidad absoluta del aire en condiciones normales es de 1'2> ?g@m
>
Para los combustibles l:quidos' en forma apro8imada se puede utili*ar la siguiente 1>fórmula ;
Maquinas y equipos termicos >
+ensidad A 2!" / >'1 m c / mh e8presada en ?g @ m a 1! #$
>
donde mc y mh son las masas respectias de carbono e hidrógeno.
>
Bambin es muy frecuente emplear una unidad conencional llamada CGC que se mide en #%PD y se calcula como
>
2"
G A (1,1'! @ densidad) 4 11'! con la densidad en ?g@ m
Maquinas y equipos termicos >
Limite de inflamabilidad
>
-sta propiedad es caracter:stica a los combustibles gaseosos y establece la proporción de gas y aire necesaria para que se produ*ca la combustión' indicando un
> >
21
l:mite superior y uno inferior. Ejemplo: PROPANO Límite inferior: 2,4 % Limite superior: 9,5 %
Maquinas y equipos termicos >
Punto de inflamación
>
Para que una reacción de combustión se produ*ca' la me*cla de combustible y comburente debe alcan*ar una temperatura m:nima necesaria' que recibe el nombre de punto de inflamación.
>
-l punto de inflamación depende del comburente' por lo que su alor no es el mismo si se utili*a o8:geno o aire.
22
Maquinas y equipos termicos >
Ena e* iniciada la reacción' el calor mantendr7 la temperatura por encima de la inflamación y la reacción continuara hasta hasta agotarse el combustible.
>
0tra temperatura importante es la temperatura de combustión o de llama m78ima' que se alcan*a en la combustión. -n la bibliograf:a bi bliograf:a especifica estos alores se encuentran tabulados ;
2
Maquinas y equipos termicos >
!emplo
2,
Temp de Infamación
Temp de combustión
en aire
420 ºC
1960 ºC
en oxígeno
280 ºC
2790 ºC
Maquinas y equipos termicos > Comburentes >
"ire
>
$omo ya se ha mencionado anteriormente' el comburente es el agente que aporta el o8igeno a una reacción de combustión y la fuente mas usual y económica de o8:geno disponible es el aire.
>
6i dos reactios participan en una reacción y uno de ellos es considerablemente m7s costoso que el otro' es muy común que el reactio m7s económico se utilice en e8ceso con respecto al reactio mas caro. -sto se Fustifica a efecto de aumentar la conersión conersió n del reactio m7s caro a e8pensas del costo del reactio en e8ceso. -n consecuencia' como el reactio mas económico es el aire' que adem7s es gratis' las reacciones de combustión se reali*an inariablemente con m7s aire del que se necesita' para asegurarse en proporcionar o8igeno en cantidad estequiomtrica al combustible.
2!
Maquinas y equipos termicos >
Propiedades y definiciones
>
-n el maneFo de las ecuaciones de reacciones de combustión generalmente se emplean algunos conceptos importantes a saber;
>
"ire teórico o requerido
>
-s la cantidad de aire que contiene el o8:geno teórico
29
Maquinas y equipos termicos >
#xí$eno teórico
>
6on las moles (para un proceso intermitente) o la elocidad de fluFo molar (para un proceso continuo) de o8igeno que se necesitan para efectuar la combustión completa del combustible en el reactor' suponiendo que todo el carbono del combustible se o8ida para formar $0 2 y todo el 2 se o8ida para formar 20.
2<
Maquinas y equipos termicos >
xceso de aire
>
-s la cantidad de aire en e8ceso con respecto al teórico o requerido para una combustión completa.
>
Para su c7lculo pueden emplearse las siguientes e8presiones equialentes;
>
% de exceso de aire A (02 que entra al proceso 4 02 requerido@02 requerido) 8 1"" >
% de exceso de aire & (02 de e8ceso @ 02 de entrada 4 02 de e8ceso) 8 1""
2=
Maquinas y equipos termicos >
Para los c7lculos de aire teórico y aire en e8ceso deben tenerse en claro los siguientes conceptos;
>
-l aire teórico requerido para quemar
una cierta cantidad de combustible no depende de la cantidad que realmente se quema. -l combustible puede reaccionar parcialmente y puede quemarse parcialmente para formar $0 y $0 2 pero el aire teórico es aquel que se requerir:a para reaccionar con todo el combustible para formar solo $02 2>
Maquinas y equipos termicos >
-l alor del porcentaFe de aire en e8ceso depende solo del aire teórico y de la elocidad de alimentación de aire y no de cuanto 02 se consume en el reactor o bien de que la combustión sea completa o parcial.
"
Maquinas y equipos termicos >
Composición del aire
>
-l aire atmosfrico presenta la siguiente composición
componente
% en volumen
usual
% en peso
Usual
Nitrógeno
78,03
79
75,45
76,8
Oxígeno
20,99
21
23,20
23,2
Argón
0,94
1,30
CO2
0,03
0,05
gases varios
0,01
Peso moe!"ar
1
#g $ #gmo
28,967
29
Maquinas y equipos termicos >
-n la mayor:a de los c7lculos de combustión es aceptable utili*ar esta composición simplificada a <> H de 32 y 21 H de 02
>
%s: un mol de aire contiene "'21 mol de o8igeno y "'<> mol de nitrógeno' siendo la relación de <>@21 A '<9 mol de 32 @ mol de 02 o tambin puede e8presarse como la cantidad de ,'<9 mol de aire @ mol de o8igeno que equiale a la cantidad de aire necesaria para contener 1 mol de o8:geno.
2
Maquinas y equipos termicos >
-n trminos de composiciones de masa o ?ilogramos' estas cantidades son diferentes; 1 ?g de aire contiene "'2 ?g. de o8igeno y "'<99 ?g. de nitrógeno y la cantidad de aire necesaria para contener 1 ?g. de o8igeno es de ,'2>2 ?g. de aire.
Maquinas y equipos termicos >
Combustión completa
>
$omo se menciono anteriormente' en la combustión completase queman las sustancias combustibles del combustible hasta el m78imo grado posible de o8idación. -n este tipo de reacción no se encontraran sustancias combustibles en los humos o gases de combustión.
,
Maquinas y equipos termicos >
Las reacciones qu:micas que se utili*an en el estudio de las combustiones tcnicas tanto si se emplea aire u o8igeno' son muy sencillas y las principales son;
!
>
$ / 02 44444444444444444$02
>
$0 / I 02 444444444444$02
>
2 / I 02 444444444444420
>
6 / 02 44444444444444444602
>
62 / @2 02 444444444602 / 20
Maquinas y equipos termicos >
-stas reacciones corresponden a reacciones completas de sustancias que pueden pertenecer a un combustible gaseoso' l:quido o sólido y se e8presan para 1 mol o 1 mol de sustancia combustible.
>
Bambin es muy común reali*ar otros c7lculos estequiomtricos definiendo distintas relaciones a saber;
>
$omposición de humos secos
>
$omposición de humos húmedos
>
g de aire @ g de combustible
>
mol de aire @ mol de combustible
>
g de humos secos @ g de combustible
>
g de humos húmedos @ g de combustible
9
Maquinas y equipos termicos
>
Bodas estas relaciones se utili*an para efectuar un balance m7sico completo de una reacción de combustión.
<
Maquinas y equipos termicos >
Combustión incompleta
>
-ste tipo de reacción se caracteri*a por la presencia de sustancias combustibles o tambin llamados inuem!"os en los humos o gases de combustión. -stas sustancias generalmente son carbono como holl:n' $0' 2 y tambin pueden aparecer pequeJas cantidades de los hidrocarburos que se utili*an como combustibles.
=
Maquinas y equipos termicos >
"plicaciones de las reacciones de combustión
>
Las reacciones de combustión son muy útiles para la industria de procesos ya que permiten disponer de energ:a para otros usos y generalmente se reali*an en equipos de proceso como hornos' calderas y todo tipo de c7maras de combustión.
>
-n estos equipos se utili*an distintas tecnolog:as y dispositios para llear a cabo las reacciones de combustión.
>
Maquinas y equipos termicos >
En dispositio muy común denominado quemador ' produce una llama caracter:stica para cada combustible empleado. -ste dispositio debe me*clar el combustible y un agente o8idante (el comburente) en proporciones que se encuentren dentro de los l:mites de inflamabilidad para el encendido y as: lograr una combustión constante. %dem7s debe asegurar el funcionamiento continuo sin permitir una discontinuidad en el sistema de alimentación del combustible o el despla*amiento de la llama a una región de baFa temperatura donde se apagar:a.
,"
Maquinas y equipos termicos >
Los quemadores pueden clasificarse en dos tipos' de me*cla preia o preme*cla donde el combustible y el o8idante se me*clan antes del encendido y el quemador directo' donde el combustible y el o8idante se me*clan en el punto de ignición o encendido.
,1
Maquinas y equipos termicos >
Bambin debe tenerse en cuenta para su operación otros par7metros como estabilidad de la llama' retraso de ignición y elocidad de la llama' los cuales deben mantenerse dentro de los limites de operación prefiFados.
,2
Maquinas y equipos termicos >
Para el quemado de combustibles l:quidos' en general estos atomi*ados o apori*ados en el aire de combustión. -n los quemadores de apori*ación' el calor de la llama conierte continuamente el combustible liquido en apor en el aire de combustión y as: se auto mantiene la llama.
,
Maquinas y equipos termicos >
Para el caso de combustibles gaseosos' se utili*an distintos diseJos que pueden ser circulares o lineales con orificios' que permiten la salida del gas combustible y un orificio por donde ingresa el aire mediante tiro natural o for*ado.
,,
Maquinas y equipos termicos >
-s importante comprender que como resultado de una combustión' mediante la operación de estos dispositios' se pueden producir sust!nci!s noci#!s $ cont!min!ntes' las cuales deber7n ser perfectamente controladas' reducindolas a concentraciones permitidas o eliminadas' de acuerdo a la legislación igente sobre el tema.
,!
Maquinas y equipos termicos >
(")*"S
Las naftas son una mezcla de hidrocarburos que se encuentran refinados, parcialmente obtenidos en la parte superior de la torre de destilaci ón atmosf érica. Diferentes tipos de empresas y refinerí as producen generalmente dos tipos de naftas: liviana y pesada, en las cuales ambas se diferencian por el rango de destilación el cual después es utilizado para la producción de diferentes tipos de gasolinas.
,9
Maquinas y equipos termicos >
Las naftas o gasolinas son altamente inflamables por lo cual su maneFo y su almacenamiento requieren de un proceso e8tremadamente cuidadoso y especial. Las naftas tambien son utili*adas en los espacios agr:colas como solentes' tambin tiene uso en la industria de pinturas y en la producción de solentes espec:ficos.
,<
Maquinas y equipos termicos >
G"S#L+("S
La gasolina, como todo producto derivado del petr óleo es una mezcal de hidrocarburos en las cuales las propiedades de octanaje y volatilidad proporcionan al motor del veh í culo un arranque f ácil en frí o, una potencia máxima durante la aceleración, la no dilución del aceite y un funcionamiento normal y silencioso bajo las condiciones de operación del motor. Principalmente se utiliza en los motores de vehí culos, motores marinos y de herramientas de trabajo como podadoras, cortadoras o sierras.
,=
Maquinas y equipos termicos >
+entro de su clasificación tenemos que hay tres tipos de gasolinas comerciales;
>
La primera de ellas se le conoce como ,e$ular -nleaded' o gasolina regular ulgarmente' en el cual su :ndice de octano es el resultado de la mitad de la sumatoria del octano K03 m7s el octano 03' es de => octanos m:nimo. La gasolina sin plomo equialente a la Kegular Enleaded. -sta gasolina puede que no sea un combustible el cual le brinde al motor un rendimiento y un pique de alto resultado' pero al no contener plomo esta es mucho menos contaminante y relatiamente menos corrosia al motor del eh:culo y sus partes.
,>
Maquinas y equipos termicos >
-l segundo se lo conoce como Gasolina con
plomo o normal en cual el :ndice de octanaFe es de alrededor de =2 octanos m:nimo. Las gasolinas con plomo son gasolinas en las cuales el :ndice de contaminación es mucho mayor que cualquier otros debido a su alto contenido de sustancias tó8icas y nocias al medio ambiente eacuadas por los gases de combustión.
!"
Maquinas y equipos termicos
>
%l ser muy contaminante al medio ambiente' tenemos que tambin es muy corrosio al motor del eh:culo ya que este es daJado por las sustancias que componen el combustible' produciendo problemas mec7nicos en el funcionamiento del motor.
!1
Maquinas y equipos termicos >
-l tercero denominado como Premium o ulgarmente como nafta súper' con :ndice de octano m:nimo de >9. Biene un octanaFe superior a >9 octanos' y se dice que pertenece a la nuea generación de combustibles reformulados' ya que adiciona un componente de me*cla o8igenado' conocido como el etil Ber &util -ter (B&-)' como contribución para meForar la combustión y con ello la protección al medio ambiente. Por su eleado octanaFe se recomienda para aquellos eh:culos con alta relación de compresión.
!2
Maquinas y equipos termicos >
Bcnicamente la gasolina super tiene una composición' que incluye aditios' que aseguran que el motor funcione sin deFar depósitos en el sistema de admisión de combustible' haciendo que el carburador' inyector y 7lulas de admisión libres de depósitos' permiten conserar las condiciones de diseJo' prolongando la ida útil del motor.
!
Maquinas y equipos termicos >
Luego tenemos otros tipos de naftas m7s especiali*ados en los cuales superan los :ndices de octanaFe de >= octanos' haciendo al eh:culo del motor tener m7s pique' rendimiento y elocidad.
>
En claro eFemplo es la Eltra o M6uper PremiumN la cual tiene un :ndice de octanaFe superior a los >= octanos.
!,
Maquinas y equipos termicos >
(.M,# D #C*"(#S
>
-l número de octanos en una gasolina' no es siempre la misma' entonces para ello' y para que el funcionamiento del motor del he:culo sea el correcto' se debe medir según stas dos maneras;
>
,#(/ (0mero de #ctano ,esearc1 >
M#(/ (0mero de #ctano Motor
>
-l primero se mide en condiciones de m78ima carga y baFas reoluciones' en el momento del piqueO el segundo se mide con baFa carga y alta reoluciones' durante la aceleración en ruta. !!
Maquinas y equipos termicos
>
P,#P+D"DS D L" G"S#L+("
La gasolina tiene cuatro propiedades principales: .. Octanaje El octanaje se la define como la principal propiedad de la gasolina ya que esta altamente relacionada al rendimiento del motor del veh í culo. El octanaje se refiere a la medida de la resistencia de la gasolina a ser comprimida en el motor. Esta se mide como el golpeteo o detonación que produce la gasolina comparada con los patrones de referencia conocidos de isooctano y N-heptano, cuyos números de octano son 100 y cero respectivamente
!9
Maquinas y equipos termicos
>
$on respecto a la combustión' esta' en condiciones normales se reali*a de manera r7pida y silenciosa' pero cuando el octanaFe es inadecuado para el funcionamiento del motor' la combustión se produce de manera iolenta causando una e8plosión o detonación que por su intensidad puede causar daJos serios al motor del eh:culo.
!<
Maquinas y equipos termicos >
Cur2a de destilación
>
-sta propiedad se relaciona con la composición de la gasolina' su olatilidad y su presión de apor. Dndica la temperatura a la cual se eapora un porcentaFe determinado de gasolina' tomando una muestra de referencia.
!=
Maquinas y equipos termicos
>
Volatilidad
>
La olatilidad es una propiedad la cual se mida al igual que la presión de apor. -sta registra de manera indirecta el contenido de los componentes ol7tiles que brinden la seguridad del producto durante su transporte y almacenamiento. -sta propiedad debe a su e* estar en relación con las caracter:sticas del ambiente de altura' temperatura y humedad' para el diseJo del almacenamiento del producto.
!>
Maquinas y equipos termicos >
(0mero de octanos
>
-n este producto' el n# de octanos ar:a entre los 1"" y los 1" según los requerimientos del motor a pistón a utili*ar en el aión. -ste octanaFe se obtiene gracias a aditios los cuales est7n a base de plomo siendo stas las únicas gasolinas que contienen este aditio antidetonante. +entro de lo que es la medición' esta es lleada a cabo por medio de una metodolog:a totalmente diferente a las gasolinas para motor de eh:culos.
9"
Maquinas y equipos termicos >
,efinación del petróleo
El petróleo, tal como se extrae de las profundidades de la tierra o del mar mediante perforaciones profundas, no es utilizable como combustible ya que requiere de altas temperaturas para arder. Para poder aprovecharlo como fuente de energ í a y/o materia prima es necesario separarlo en fracciones adecuadas para preparar, a partir de ellas, los productos para las diferentes aplicaciones que requiere el mercado.
91
Maquinas y equipos termicos >
Ena e* que el crudo es e8tra:do' se transfiere a depósitos donde se separa el agua' residuos sólidos y adem7s el gas natural que contiene principalmente metano (="H)' etano (1"H) y propano m7s butano (1"H). Luego' se transporta hacia las refiner:as en camiones' trenes' barcos o a tras de oleoductos.
92
Maquinas y equipos termicos >
-n las refiner:as se efectúan las separaciones en inmensas torres de fraccionamiento' sometindolo a destilación fraccionada conocida como proceso de Topping o destilación primaria. -l fundamento de estas separaciones es la diferencia en el punto de ebullición de los componentes en una me*cla l:quida. -n las refiner:as el proceso consiste en bombear continuamente el petróleo y calentarlo primero a temperaturas entre <" ,""# $ en una caldera para que ingrese' conertido en apor' a lo torre de destilación. Los apores suben a tras de los pisos y en ese ascenso' se an enfriando y condensando las difer entes fracciones en los distintos nieles según la temperatura en que licuan. Las fracciones m7s liianas se condensan en los pisos superiores' m7s fr:osO algunos gases sales y otros se condensan regresando como refluFo. -n los pisos inferiores se condensan las fracciones m7s pesadas y en la base queda el residuo no apori*ado.
9
Maquinas y equipos termicos >
-l residuo' tambin conocido como fuel oil (aceite combustible)' se somete a una nuea destilación a alto ac:o para recuperar m7s combustible. ediante la destilación al ac:o se consigue que estos hidrocarburos pesados destilen a m7s baFa temperatura eitando la descomposición trmica. 6e obtienen 2 fracciones' una de destilado y otra de residuos sólidos.
9,
Maquinas y equipos termicos >
+e la fracción destilada se obtienen lubricantes para motores de aiones y automóiles' parafina sólida y aselina. Bambin sire como materia prima para preparar m7s gasolina y diesel. -l residuo contiene asfalto y coque' utili*able este último como combustible en altos hornos. $asi el total del petróleo que se procesa en las refiner:as se destina a ser usado como combustible' es decir' se quema. -ntre los combustibles m7s importantes para la sociedad actual se encuentran la gasolina y el diesel .
9!
Maquinas y equipos termicos
>
La termodin3mica estudia las relaciones del c!lor con otras formas de energ:a
>
>
-l estudio de la termodin7mica se centra sobre un sistema en estudio separado de su
entorno o medio ambiente por fronteras reales o imaginarias. >
>
sistema 4 medio ambiente & uni2erso La termodinámica clásica estudia los sistemas en equilibrio cuyas
99 propiedades, funciones o variables termodin ámicas no cambian con el
Maquinas y equipos termicos >
Las propiedades que definen un estado
termodin3mico se denominan funciones de estado. -stas funciones son tales que toman un alor determinado en los distintos estados que puede tomar el sistema. Por eFemplo si la energ:a de un sistema en un estado 1 es - 1 y en el estado 2 es - 2' entonces la ariación de la propiedad' energ:a es;
∆E
9<
= E2 - E1
Maquinas y equipos termicos >
-n estos tipos de funciones no interesa el camino ni el tiempo para llegar desde el estado 1 al estado 2.
>
>
Bodo sistema macroscópico est7 constituido por molculas. Las molculas almacenan energ:a en forma deO enerí! "e tr!sl!ci&n, "e #ibr!ci&n, "e rot!ci&n, "e enl!ce, electr&nic!s e inter!cciones molecul!res.
9=
Maquinas y equipos termicos
>
La energ:a interna (-) de un sistema no se puede conocer en trminos absolutos' sin embargo es posible determinar la magnitud del cambio (∆-) entre dos estados.
9>
Maquinas y equipos termicos >
P,+M," L5 D L" *,M#D+(6M+C"
>
La primera ley se puede enunciar en los siguientes trminos;
>
'(i se tr!nsfiere c!lor, ), "es"e el entorno o me"io !mbiente ! un sistem!, l! enerí! intern!, E, !ument! en un! c!nti"!" ∆E $ !l mismo tiempo, p!rte "el c!lor pue"e in#ertirse en re!li*!r un tr!b!jo, +, sobre el me"io'
∆E
<"
=Q-W
Maquinas y equipos termicos >
>
<1
La primera ley se conoce tambin como Cley de la conseración de la energ:aC L! enerí! "el uni#erso es const!nte
Maquinas y equipos termicos >
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C"L#, S*"(D", 5 (*"LP7" D )#,M"C+8( $on el obFeto de comparar los cambios de entalp:a de diersas sustancias en idnticas condiciones' se establece un estado de referencia conocido como estado est3ndar la que corresponde a un compuesto o elemento en su estado f:sico m7s estable sometida a la presión de 1 atmósfera y 2!#$ (2>=.1! ). Los alores de entalp:a (∆) medidos en estas condiciones' se conocen como Cc!lor estn"!r "e re!cci&n'-
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$alor o entalp:a de formación; 6e define como calor de formación a la energ:a inolucrada en la formación de un mol de compuesto a partir de sus elementos en su estado est7ndar. 6i este calor es medido en condiciones standard de presión y temperatura (1 atm' 2!#$)' se conoce como Cc!lor estn"!r "e form!ci&n'-
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(*"LP+" D ,"CC+8(/ s el calor absorbido o desprendido durante una reacción química' a presión constante9 (*"LP7" D )#,M"C+8(/ s el calor necesario para formar una mol de una sustancia' a presión constante y a partir de los elementos que la constituyen9
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