{"id":41302,"date":"2019-09-26T19:44:43","date_gmt":"2019-09-26T18:44:43","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/que-es-un-ejemplo-de-entalpia-calculo-definicion\/"},"modified":"2020-01-14T14:10:00","modified_gmt":"2020-01-14T13:10:00","slug":"que-es-un-ejemplo-de-entalpia-calculo-definicion","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/es\/que-es-un-ejemplo-de-entalpia-calculo-definicion\/","title":{"rendered":"El ejemplo de entalp\u00eda – C\u00e1lculo: definici\u00f3n"},"content":{"rendered":"
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Ejemplos de entalp\u00eda – C\u00e1lculo de entalp\u00eda.\u00a0Pist\u00f3n sin fricci\u00f3n, balance energ\u00e9tico, entalp\u00eda espec\u00edfica de vapor h\u00famedo.\u00a0Ejemplos y soluciones.\u00a0Ingenieria termal<\/div>\n<\/div>\n
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Entalp\u00eda en unidades extensas<\/h2>\n
\"Propiedades<\/a>
Propiedades extensivas e intensivas del medio en el presurizador.<\/figcaption><\/figure>\n

H = U + pV<\/strong><\/em><\/p>\n

La entalp\u00eda<\/strong>\u00a0\u00a0es una cantidad extensa, depende del tama\u00f1o del sistema o de la cantidad de sustancia que contiene.\u00a0La unidad de entalp\u00eda del SI es el joule (J).\u00a0Es la energ\u00eda contenida dentro del sistema, excluyendo la energ\u00eda cin\u00e9tica de movimiento del sistema como un todo y la energ\u00eda potencial del sistema como un todo debido a los campos de fuerza externos.\u00a0Es la cantidad termodin\u00e1mica equivalente al\u00a0contenido<\/strong>\u00a0de\u00a0calor total<\/strong>\u00a0de un sistema.<\/p>\n

Por otro lado, la energ\u00eda puede almacenarse en los enlaces qu\u00edmicos entre los \u00e1tomos que forman las mol\u00e9culas.\u00a0Este almacenamiento de energ\u00eda a nivel at\u00f3mico incluye energ\u00eda asociada con estados orbitales de electrones, esp\u00edn nuclear y fuerzas de uni\u00f3n en el n\u00facleo.<\/p>\n

La entalp\u00eda<\/strong>\u00a0est\u00e1 representada por el s\u00edmbolo\u00a0H<\/strong>\u00a0, y el cambio en la entalp\u00eda en un proceso es\u00a0H\u00a02<\/sub>\u00a0– H\u00a01<\/sub><\/strong>\u00a0.<\/p>\n

Hay expresiones en t\u00e9rminos de variables m\u00e1s familiares como\u00a0temperatura<\/a>\u00a0y\u00a0presi\u00f3n<\/a>\u00a0:<\/p>\n

dH = C\u00a0p<\/sub>\u00a0dT + V (1-\u03b1T) dp<\/strong><\/em><\/p>\n

Donde\u00a0C\u00a0p<\/sub><\/strong>\u00a0es la\u00a0capacidad calor\u00edfica a presi\u00f3n constante<\/strong>\u00a0y\u00a0\u03b1<\/em><\/strong>\u00a0es el coeficiente de expansi\u00f3n t\u00e9rmica (c\u00fabica).\u00a0Para gas ideal \u03b1T = 1 y por lo tanto:<\/p>\n

dH = C\u00a0p<\/sub>\u00a0dT<\/strong><\/em><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Ejemplo: Pist\u00f3n sin fricci\u00f3n – Calor – Entalp\u00eda<\/span><\/h2>\n
\"Entalp\u00eda<\/a>
Calcule la temperatura final, si se agregan 3000 kJ de calor.<\/span><\/figcaption><\/figure>\n

Un pist\u00f3n sin fricci\u00f3n se utiliza para proporcionar una presi\u00f3n constante de\u00a0<\/span>500 kPa<\/span><\/strong>\u00a0en un cilindro que contiene vapor de agua (\u00a0<\/span>vapor sobrecalentado<\/span><\/a>\u00a0) de un volumen de\u00a0<\/span>2 m\u00a0<\/span>3<\/span><\/sup><\/strong>\u00a0\u00a0a\u00a0<\/span>500 K<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0Calcule la temperatura final, si\u00a0se agregan\u00a0<\/span>3000 kJ<\/span><\/strong>\u00a0de\u00a0<\/span>calor<\/span><\/strong>\u00a0.<\/span><\/p>\n

Soluci\u00f3n:<\/span><\/strong><\/p>\n

Usando\u00a0<\/span>tablas de vapor<\/span><\/a>\u00a0, sabemos que la\u00a0<\/span>entalp\u00eda espec\u00edfica<\/span><\/strong>\u00a0de dicho vapor (500 kPa; 500 K) es de aproximadamente\u00a0<\/span>2912 kJ \/ kg<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0Como en esta condici\u00f3n el vapor tiene una densidad de 2.2 kg \/ m\u00a0<\/span>3<\/span><\/sup>\u00a0, entonces sabemos que hay alrededor de\u00a0<\/span>4.4 kg de vapor<\/span><\/strong>\u00a0en el pist\u00f3n a una entalp\u00eda de 2912 kJ \/ kg x 4.4 kg =\u00a0<\/span>12812 kJ<\/span><\/strong>\u00a0.<\/span><\/p>\n

Cuando usamos simplemente\u00a0<\/span>Q = H\u00a0<\/span>2<\/span><\/sub>\u00a0– H\u00a0<\/span>1<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0, la entalp\u00eda de vapor resultante ser\u00e1:<\/span><\/p>\n

H\u00a0<\/span>2<\/span><\/sub>\u00a0= H\u00a0<\/span>1<\/span><\/sub>\u00a0+ Q =\u00a0<\/span>15812 kJ<\/span><\/strong><\/p>\n

De\u00a0<\/span>las mesas de vapor<\/span><\/strong>\u00a0, dicho vapor sobrecalentado (15812 \/ 4.4 = 3593 kJ \/ kg) tendr\u00e1 una temperatura de\u00a0<\/span>828 K (555 \u00b0 C)<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0Dado que en esta entalp\u00eda el vapor tiene una densidad de 1.31 kg \/ m\u00a0<\/span>3<\/span><\/sup>\u00a0, es obvio que se ha expandido aproximadamente 2.2 \/ 1.31 = 1.67 (+ 67%).\u00a0Por lo tanto, el volumen resultante es 2 m\u00a0<\/span>3<\/span><\/sup>\u00a0x 1.67 = 3.34 m\u00a0<\/span>3<\/span><\/sup>\u00a0y \u2206V = 3.34 m\u00a0<\/span>3<\/span><\/sup>\u00a0– 2 m\u00a0<\/span>3<\/span><\/sup>\u00a0= 1.34 m\u00a0<\/span>3<\/span><\/sup>\u00a0.<\/span><\/p>\n

La\u00a0parte\u00a0<\/span>p\u2206V<\/span><\/strong>\u00a0de la entalp\u00eda, es decir, el trabajo realizado es:<\/span><\/p>\n

W = p\u2206V = 500 000 Pa x 1.34 m\u00a0<\/span>3<\/span><\/sup>\u00a0= 670 kJ<\/span><\/strong><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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<\/div>\n

Ejemplo: Balance de energ\u00eda en un generador de vapor<\/span><\/h2>\n
\"Generador<\/a>
Generador de vapor – vertical<\/span><\/figcaption><\/figure>\n

Calcule la cantidad de refrigerante primario, que se requiere para\u00a0<\/span>evaporar 1 kg de agua de alimentaci\u00f3n<\/span><\/strong>\u00a0en un\u00a0<\/span>generador de vapor<\/span><\/a>\u00a0t\u00edpico\u00a0.\u00a0Suponga que no hay p\u00e9rdidas de energ\u00eda, este es solo un ejemplo idealizado.<\/span><\/p>\n

Balance del circuito primario<\/span><\/strong><\/p>\n

El refrigerante primario caliente (\u00a0<\/span>agua 330 \u00b0 C; 626 \u00b0 F; 16MPa<\/span><\/strong>\u00a0) se bombea al\u00a0<\/span>generador de vapor a<\/span><\/strong>\u00a0trav\u00e9s de la entrada primaria.\u00a0El refrigerante primario sale\u00a0<\/span>(agua 295 \u00b0 C; 563 \u00b0 F; 16MPa)<\/span><\/strong>\u00a0del generador de vapor a trav\u00e9s de la salida primaria.<\/span><\/p>\n

h\u00a0<\/span>I, entrada<\/span><\/sub>\u00a0= 1516 kJ \/ kg<\/span><\/p>\n

=> \u0394h\u00a0<\/span>I<\/span><\/sub>\u00a0= -206 kJ \/ kg<\/span><\/p>\n

h\u00a0<\/span>I, salida<\/span><\/sub>\u00a0= 1310 kJ \/ kg<\/span><\/p>\n

Balance del agua de alimentaci\u00f3n<\/span><\/strong><\/p>\n

El agua de alimentaci\u00f3n (\u00a0<\/span>agua 230 \u00b0 C; 446 \u00b0 F; 6,5MPa<\/span><\/strong>\u00a0) se bombea al\u00a0<\/span>generador de vapor a<\/span><\/strong>\u00a0trav\u00e9s de la entrada del agua de alimentaci\u00f3n.\u00a0El agua de alimentaci\u00f3n (circuito secundario) se calienta desde\u00a0<\/span>~ 230 \u00b0 C 446 \u00b0 F<\/span><\/strong>\u00a0hasta el punto de ebullici\u00f3n de ese fluido\u00a0<\/span>(280 \u00b0 C; 536 \u00b0 F; 6,5MPa)<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0El agua de alimentaci\u00f3n se evapora y el vapor presurizado\u00a0<\/span>(<\/span><\/strong>\u00a0vapor\u00a0saturado<\/a><\/strong>\u00a0280 \u00b0 C; 536 \u00b0 F; 6,5 MPa)<\/strong>\u00a0sale del generador de vapor a trav\u00e9s de la salida de vapor y contin\u00faa hacia la turbina de vapor.<\/span><\/p>\n

h\u00a0<\/span>II, entrada<\/span><\/sub>\u00a0= 991 kJ \/ kg<\/span><\/p>\n

=> \u0394h\u00a0<\/span>II<\/span><\/sub>\u00a0= 1789 kJ \/ kg<\/span><\/p>\n

h\u00a0<\/span>II, salida<\/span><\/sub>\u00a0= 2780 kJ \/ kg<\/span><\/p>\n

Balance del generador de vapor<\/span><\/strong><\/p>\n

Dado que la diferencia en entalp\u00edas espec\u00edficas es menor para el refrigerante primario que para el agua de alimentaci\u00f3n, es obvio que la cantidad de refrigerante primario ser\u00e1 superior a 1 kg.\u00a0Para producir 1 kg de vapor saturado a partir del agua de alimentaci\u00f3n, se\u00a0<\/span>requiere<\/span><\/strong>\u00a0aproximadamente\u00a01789\/206 x 1 kg = 8,68 kg<\/strong>\u00a0de refrigerante primario.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Ejemplo: combusti\u00f3n de hidr\u00f3geno<\/span><\/h2>\n
\"Combusti\u00f3n<\/a>
En una llama de hidr\u00f3geno puro, que se quema en el aire, el hidr\u00f3geno (H2) reacciona con el ox\u00edgeno (O2) para formar agua (H2O) y libera energ\u00eda.<\/span><\/figcaption><\/figure>\n

Considere la\u00a0<\/span>combusti\u00f3n de hidr\u00f3geno<\/span><\/strong>\u00a0en el aire.\u00a0En una llama de hidr\u00f3geno puro, que se quema en el aire, el\u00a0<\/span>hidr\u00f3geno (H\u00a0<\/span>2<\/span><\/sub>\u00a0)<\/span><\/strong>\u00a0reacciona con el\u00a0\u00a0<\/span>ox\u00edgeno (O\u00a0<\/span>2<\/span><\/sub>\u00a0)<\/span><\/strong>\u00a0para formar\u00a0<\/span>agua (H\u00a0<\/span>2<\/span><\/sub>\u00a0O)<\/span><\/strong>\u00a0y\u00a0<\/span>libera energ\u00eda<\/span><\/strong>\u00a0.<\/span><\/p>\n

Energ\u00e9ticamente, el proceso se puede considerar para requerir la energ\u00eda para disociar el\u00a0<\/span>H\u00a0<\/span>2<\/span><\/sub>\u00a0<\/strong>\u00a0y\u00a0<\/span>O\u00a0<\/span>2<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0, pero entonces la uni\u00f3n de las H\u00a0<\/span>2<\/span><\/sub>\u00a0O devuelve el sistema a un estado ligado con\u00a0<\/span>potencial negativo<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0En realidad, es\u00a0<\/span>m\u00e1s negativo<\/span><\/strong>\u00a0que los estados unidos de los reactivos, y la formaci\u00f3n de las dos mol\u00e9culas de agua es, por lo tanto, una\u00a0<\/span>reacci\u00f3n exot\u00e9rmica<\/span><\/strong>\u00a0, que libera 5,7 eV de energ\u00eda.\u00a0En palabras de entalp\u00eda, la entalp\u00eda de combusti\u00f3n es \u2212286 kJ \/ mol:<\/span><\/p>\n

2H\u00a0<\/span>2<\/span><\/sub>\u00a0(g) + O\u00a0<\/span>2<\/span><\/sub>\u00a0(g) \u2192 2H\u00a0<\/span>2<\/span><\/sub>\u00a0O (g)<\/span><\/strong><\/p>\n

En palabras de entalp\u00eda, la entalp\u00eda de combusti\u00f3n es \u2212286 kJ \/ mol (energ\u00eda por mol de hidr\u00f3geno molecular):<\/span><\/p>\n

2H\u00a0<\/span>2<\/span><\/sub>\u00a0(g) + O\u00a0<\/span>2<\/span><\/sub>\u00a0(g) \u2192 2H\u00a0<\/span>2<\/span><\/sub>\u00a0O (l) +572 kJ<\/span><\/strong><\/p>\n

El equilibrio de energ\u00eda antes y despu\u00e9s de la reacci\u00f3n se puede ilustrar esquem\u00e1ticamente con el estado en el que todos los \u00e1tomos se toman libremente como referencia para la energ\u00eda.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Ejemplo: entalp\u00eda de vapor h\u00famedo<\/span><\/h2>\n
\"termodin\u00e1mica<\/a>
Ciclo de Rankine – Termodin\u00e1mica como ciencia de conversi\u00f3n de energ\u00eda<\/span><\/figcaption><\/figure>\n

Una etapa de alta presi\u00f3n de la turbina de vapor funciona en estado estable con condiciones de entrada de 6 MPa, t = 275.6 \u00b0 C, x = 1 (punto C).\u00a0El vapor sale de esta etapa de la turbina a una presi\u00f3n de 1,15 MPa, 186 \u00b0 C yx = 0,87 (punto D).\u00a0Calcule la diferencia de entalp\u00eda entre estos dos estados.<\/span><\/p>\n

La entalp\u00eda para el estado C puede seleccionarse directamente de\u00a0<\/span>las tablas de vapor<\/span><\/a>\u00a0, mientras que la entalp\u00eda para el estado D debe calcularse utilizando la calidad del vapor:<\/span><\/p>\n

h\u00a0<\/span><\/em><\/strong>1, h\u00famedo<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0=<\/span><\/em><\/strong>\u00a02785 kJ \/ kg<\/span><\/strong><\/p>\n

h\u00a0<\/span><\/em><\/strong>2, h\u00famedo<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0= h\u00a0<\/span><\/em><\/strong>2, s<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0x + (1 – x) h\u00a0<\/span><\/em><\/strong>2, l<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0\u00a0= 2782.\u00a00.87 + (1 – 0.87).\u00a0790 = 2420 + 103 =<\/span>\u00a02523 kJ \/ kg<\/span><\/strong><\/p>\n

\u0394h = 262 kJ \/ kg<\/span><\/strong><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

……………………………………………………………………………………………………………………………….<\/p>\n

Este art\u00edculo se basa en la traducci\u00f3n autom\u00e1tica del art\u00edculo original en ingl\u00e9s. Para m\u00e1s informaci\u00f3n vea el art\u00edculo en ingl\u00e9s. Puedes ayudarnos. Si desea corregir la traducci\u00f3n, env\u00edela a: translations@nuclear-power.com o complete el formulario de traducci\u00f3n en l\u00ednea. Agradecemos su ayuda, actualizaremos la traducci\u00f3n lo antes posible. Gracias.<\/p>\n<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Ejemplos de entalp\u00eda – C\u00e1lculo de entalp\u00eda.\u00a0Pist\u00f3n sin fricci\u00f3n, balance energ\u00e9tico, entalp\u00eda espec\u00edfica de vapor h\u00famedo.\u00a0Ejemplos y soluciones.\u00a0Ingenieria termal Entalp\u00eda en unidades extensas Propiedades extensivas e intensivas del medio en el presurizador. H = U + pV La entalp\u00eda\u00a0\u00a0es una cantidad extensa, depende del tama\u00f1o del sistema o de la cantidad de sustancia que contiene.\u00a0La … Leer m\u00e1s<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[16],"tags":[],"yoast_head":"\nEl ejemplo de entalp\u00eda - C\u00e1lculo: definici\u00f3n<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Ejemplos de entalp\u00eda - C\u00e1lculo de entalp\u00eda. Pist\u00f3n sin fricci\u00f3n, balance energ\u00e9tico, entalp\u00eda espec\u00edfica de vapor h\u00famedo. 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