¿Cómo puedo resolver este problema de Tecnología Industrial?
Una industria necesita 15000L de agua caliente cada día, que se ha de calentar de 20ºC-90ºC. Dispone de una instalación calefactora que utiliza carbón con un poder calorífico de 28MJ/kg y un rendimiento del 75%. Calcula la cantidad de carbón que se ha de quemar cada día en (kg). (Calor especifico del agua = 1kcal/kg·ºC).
Necesitamos calentar 15K litros, de 20 a 90 grados, eso implica un incremento de 70 Cº, por definición 1 Kcal es la cantidad de calor necesaria para subir de 15.5ºC a 16.5ºC, en este caso lo tomaremos como el calor necesario para subir cada grado de los 70 que ocupamos para un período de 24h.
Q(Requerido)= (cantidad de agua en kg)(calor específico del agua)(diferencial de temperatura)
Sabemos que 1Kg de agua = 1 Lt de agua.
Q= 15,000 Kg X 1 Kcal/(Kg X ºC) X (70 ºC) = 1.05Mcal
Como 1Kcal = 4.184 KJ (fuente google) (la misma proporcion para megajoule)
Q = 4.3932 MJ
Como dice el enunciado que la caldera tiene un 75% de eficiencia.
Qrequerido = 4.3932/.75 = 5.8576 MJ
Como dice que el carbón produce 28 MJ/Kg
Peso Carbón =(calor requerido)/(poder calorifico del combustible) = 5.8576 MJ /(28 MJ/Kg) = 0.2092 Kg ó 209.2g
¿Seguro qué es carbón, o es plutonio enriquecido?
1 respuesta más de otro experto
La cantidad de calor a entregar a los 15000 Kg. de agua entre 20 y 90°C serian.. como lo han calculado más arriba... 1050000 KCal.
Para el Carbon....siendo 1 Kjoule = 0.24 Kcal ................P. C. Carbon = 28000kJ/kG= 6720 Kj/Kg.
Luego para entregar todo el calor necesario al agua durante las 24 horas y considerando 0.75 de eficiencia tendrías:
Kg de carbon necesario = 1050000 Kcal / 6720 Kcal/Kg x 0.75 = 208 Kg. de carbon.
En segunda línea escribí 6720 Kj/Kg. ... debe decir 6720 Kcal/Kg.