Anónimo
Gramos de etanol que debo gastar.
Tengo una duda muy urgente en un ejercicio de 1º química :
La combustión de un gramo de etanol produce 2,5 cal. Determinar la cantidad de calor necesaria si queremos pasar 500 l de agua a 20 ºC a vapor de agua a 100ºC.
El calor específico del agua es 1 cal/g.ºC o 4180 J /Kg.ºF.
Determinar los gramos y ml de etanol que deberemos gastar así como el coste de la operación si el etanol que gastamos vale 0,8 euros el litro y tiene una densidad de 0,82 g/ml y un 96%.
El rendimiento de la operación es del 80%
Lv= 2,26x106 J/Kg y Cev= 1,96 x106 J/Kg.ºF
Asi he empezado... 2,5cal/1mol x 1 mol/ 46 g x 1 g = 0,0543 cal. 0,0543 x80/100= 0,043 cal... Pero no se seguir ¿debo de emplear la fórmula de la cantidad de calor Q= m x Ce x Tª? ...
La combustión de un gramo de etanol produce 2,5 cal. Determinar la cantidad de calor necesaria si queremos pasar 500 l de agua a 20 ºC a vapor de agua a 100ºC.
El calor específico del agua es 1 cal/g.ºC o 4180 J /Kg.ºF.
Determinar los gramos y ml de etanol que deberemos gastar así como el coste de la operación si el etanol que gastamos vale 0,8 euros el litro y tiene una densidad de 0,82 g/ml y un 96%.
El rendimiento de la operación es del 80%
Lv= 2,26x106 J/Kg y Cev= 1,96 x106 J/Kg.ºF
Asi he empezado... 2,5cal/1mol x 1 mol/ 46 g x 1 g = 0,0543 cal. 0,0543 x80/100= 0,043 cal... Pero no se seguir ¿debo de emplear la fórmula de la cantidad de calor Q= m x Ce x Tª? ...
1 Respuesta
Respuesta
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Lo primera es averiguar la cantidad de energía necesaria para pasar agua líquida de 20 ºC a vapor a 100 ºC.
Dado que la densidad del agua líquida se puede considerar constante e igual a 1 g/cm3:
500 litros de agua líquida = 500 Kg de agua líquida = 500.000 gramos de agua líquida
Mucho ojito con las unidades en cada ecuación:
Calor necesario = masa agua*Ce*(Tf-Ti) + Lv = 500.000*1*(100-20)+500*2,26*10^6/4,18 = 310.334.928,2 cal
Ahora vemos cuanto etanol hay que quemar para obtener estas calorías:
Si 1 gramo da 2,5 cal necesitaremos 124.133.971,3 gramos de etanol puro para obtener esa energía
El volumen será: 124.133.971,3 / 0,96 = 129.306.220,1 g de disolución de etanol y su volumen será 129.306.220,1 / 0,82 = 157.690.512,3 mL de disolución.
El coste será de 0,8 * 157.690.512,3 / 1.000 = 126.152,41 ?
Un saludo, Vitolinux
Dado que la densidad del agua líquida se puede considerar constante e igual a 1 g/cm3:
500 litros de agua líquida = 500 Kg de agua líquida = 500.000 gramos de agua líquida
Mucho ojito con las unidades en cada ecuación:
Calor necesario = masa agua*Ce*(Tf-Ti) + Lv = 500.000*1*(100-20)+500*2,26*10^6/4,18 = 310.334.928,2 cal
Ahora vemos cuanto etanol hay que quemar para obtener estas calorías:
Si 1 gramo da 2,5 cal necesitaremos 124.133.971,3 gramos de etanol puro para obtener esa energía
El volumen será: 124.133.971,3 / 0,96 = 129.306.220,1 g de disolución de etanol y su volumen será 129.306.220,1 / 0,82 = 157.690.512,3 mL de disolución.
El coste será de 0,8 * 157.690.512,3 / 1.000 = 126.152,41 ?
Un saludo, Vitolinux
Hola, gracias de nuevo. Tu respuesta me ha sido muy útil.
Entonces si ahora lo dejásemos en estado líquido a 100ºC : ¿El procedimiento sería el mismo pero teniendo en cuenta Cev= 1,96x10^6 J/ KgºF?
Y si lo queremos pasar a 120ºC:
Q1= 500000g x 1 x (120-20)
Q2= 500 x 2,26^6 /4,18 --------> Qtotal = Q1 + Q2...es correcto??
Entonces si ahora lo dejásemos en estado líquido a 100ºC : ¿El procedimiento sería el mismo pero teniendo en cuenta Cev= 1,96x10^6 J/ KgºF?
Y si lo queremos pasar a 120ºC:
Q1= 500000g x 1 x (120-20)
Q2= 500 x 2,26^6 /4,18 --------> Qtotal = Q1 + Q2...es correcto??
No, si la hubiéramos dejado a 100 ºC líquida el agua habría que restarle al calor calculado el calor de vaporización del agua, es decir, que el calor necesario sería en total:
Q = 500.000*1*(100-20) = 40.000.000 cal
Si quisiéramos haberla elevado a 120 ºC entonces hay que tener en cuenta la capacidad calorífica del vapor de agua. Esta capacidad normalmente depende de la temperatura a la que se encuentre el vapor y suele tomarse la media en un rango de temperaturas. Este calor habría que sumárselo al del ejercicio inicial.
Un saludo, Vitolinux
Q = 500.000*1*(100-20) = 40.000.000 cal
Si quisiéramos haberla elevado a 120 ºC entonces hay que tener en cuenta la capacidad calorífica del vapor de agua. Esta capacidad normalmente depende de la temperatura a la que se encuentre el vapor y suele tomarse la media en un rango de temperaturas. Este calor habría que sumárselo al del ejercicio inicial.
Un saludo, Vitolinux
En el caso de pasar a 120ºC hay que sumar su capacidad calorífica que es la cantidad de calor que puede acumular o perder la masa de agua... ¿es el valor de Cev que nos dan en el problema? ¿Entonces hay que sumar 1,96x 10^6/4,18 a 310334928,2 cal?
Para pasar a 120 ºC habría que sumar Q = m*Cev*(Tf-Ti), es decir:
310.334.928,2 cal + 500*1,96*10^6/4,18*(120-100) = 4.999.330.143,5 cal
Revisa el valor de la capacidad calorífica del vapor de agua, me parece muy alto.
Un saludo, Vitolinux
310.334.928,2 cal + 500*1,96*10^6/4,18*(120-100) = 4.999.330.143,5 cal
Revisa el valor de la capacidad calorífica del vapor de agua, me parece muy alto.
Un saludo, Vitolinux
Si la capacidad calorífica es : ¿Cv= 1,96x 10^6 J / KgxF -----> no habría que pasar los ºF a ºC para poder operar con el incremento de tª que esta en ºC?:
(1,96^6 /4,18) / 35ºC ----> 1ºC = 35 ºF...es correcto?
(1,96^6 /4,18) / 35ºC ----> 1ºC = 35 ºF...es correcto?
Sí, en efecto.