Capítulo 15: Reacciones químicas

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15-95 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 15-95 Un motor de automóvil usa alcohol metílico (CH3OH) como combustible, con 200 por ciento de exceso de aire. El aire entra a este motor a 1 atm y 25 °C. Se mezcla combustible líquido a 25 °C con…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15-94 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 15-94 Se quema n-octano (C8H18) en un quemador de presión constante de un motor de avión con 70 por ciento de exceso de aire. El aire entra a este quemador a 600 kPa y 327 °C, el combustible líquido…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15-93 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 15-93 Reconsidere el problema 15-92. Usando el software EES (u otro), estudie el efecto de variar la temperatura del entorno de 0 a 38 °C sobre la tasa de destrucción de exergía, y grafíquela como función de la temperatura…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15-92 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 15-92 Entra propano líquido (C3H8) a una cámara de combustión de flujo estacionario a 25 °C y 1 atm a razón de 0.4 kg/min y se mezcla y quema con 150 por ciento de exceso de aire que entra…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15-91 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 15-91 Benceno gaseoso (C6H6) a 1 atm y 77 °F se quema durante un proceso de combustión de flujo estacionario con 90 por ciento del aire teórico que entra a la cámara de combustión a 77 °F y 1…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15-90 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 15-90 Octano líquido (C8H18) entra a una cámara de combustión de flujo estacionario a 25 °C y 1 atm a razón de 0.25 kg/min. Se quema con 50 por ciento de exceso de aire que también entra a 25…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15-89 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 15-89 Etileno (C2H4) gaseoso entra a una cámara de combustión adiabática a 25 °C y 1 atm, y se quema con 20 por ciento de exceso de aire que entra a 25 °C y 1 atm. La combustión es…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15-88 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 15-88 2 kmol de H2 a 25 °C y 1 atm se quema estacionariamente con 1 kmol de O2 en el mismo estado. El H2O que se forma durante el proceso se eleva luego a 25 °C y 1…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15-87 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 15-87 ¿Qué representa la función de Gibbs gof de formación de un compuesto? Solución: Solución 1: Canal CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN ¿Te sirvió el ejercicio? Compártelo ¿Tienes Dudas…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15-86 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 15-86 ¿Cómo se determinan los valores absolutos de entropía de los gases ideales a presiones diferentes de una atmósfera? Solución: Solución 1: Canal CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN ¿Te…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15-85 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 15-85 Exprese el principio de incremento de entropía para sistemas químicos reactivos. Solución: Solución 1: Canal CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN ¿Te sirvió el ejercicio? Compártelo ¿Tienes Dudas u…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15-84 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 15-84 Se quema metano (CH4) con 300 por ciento de exceso de aire en un contenedor adiabático de volumen constante Inicialmente, el aire y el metano están a 1 atm y 25 °C. Suponiendo combustión completa, determine la presión…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15-83 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 15-83 Un recipiente adiabático de volumen constante contiene una mezcla de 1 kmol de gas hidrógeno (H2) y la cantidad estequiométrica de aire a 25 °C y 1 atm. El contenido del recipiente se enciende ahora. Suponiendo combustión completa,…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15-82 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 15-82 Un carbón de Pensilvania, que tiene un análisis másico elemental de 84.36 por ciento de C, 1.89 por ciento de H2, 4.40 por ciento de O2, 0.63 por ciento de N2, 0.89 por ciento de S y 7.83…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15-81 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 15-81 Octano líquido (C8H18) se quema en el quemador adiabático de presión constante de un motor de avión con 40 por ciento de exceso de aire. El aire entra al quemador a 600 kPa y 307 °C, y el…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15-80 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 15-80 Compare la temperatura adiabática de la llama del combustible de propano (C3H8) cuando se quema con la cantidad estequiométrica de aire y cuando se quema con 50 por ciento de exceso de aire. Los reactivos están a 25…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15-79 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 15-79 Estime la temperatura adiabática de llama de un soplete de corte de acetileno (C2H2), en °C, que usa una cantidad estequiométrica de oxígeno puro. Respuesta: 8 850 °C Solución: Solución 1: Canal CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15-78 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 15-78 Reconsidere el problema 15-77. Usando el software EES (u otro), modifique este problema para incluir los combustibles butano, etano, metano y propano, así como H2, para incluir los efectos de las temperaturas de entrada del aire y del…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15-77 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 15-77 Hidrógeno (H2) a 27 °C se quema con 50 por ciento de exceso de aire que también está a 27 °C durante un proceso de combustión adiabática de flujo estacionario. Suponiendo combustión completa, determine la temperatura de salida…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15-76 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 15-76 Un combustible a 25 °C se quema en una cámara de combustión bien aislada de flujo estacionario con aire que también está a 25 °C. ¿En qué condiciones será máxima la temperatura de flama adiabática? Solución: Solución 1:…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15-75 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 15-75 Un combustible se quema por completo, primero con la cantidad estequiométrica de aire y luego con la cantidad estequiométrica de oxígeno puro. ¿Para cuál caso será más alta la temperatura de flama adiabática? Solución: Solución 1: Canal CONSULTA…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15-74 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 15-74 El producto efectivo de masa por calor específico (mcv) de un calorímetro de bomba de volumen constante es de 100 kJ/K. Se prueba en el calorímetro paja de trigo, que se está considerando como combustible alternativo. Diez gramos…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15-73 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 15-73 Para suministrar aire calentado a una casa, un horno de gas de alta eficiencia quema propano gaseoso (C3H8) con una eficiencia de combustión de 96 por ciento. Tanto el combustible como 140 por ciento del aire teórico entran…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15-72 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 15-72 Un recipiente de volumen constante contiene una mezcla de 1 lbmol de benceno (C6H6) y 60 por ciento de exceso de aire a 77 °F y 1 atm. Ahora se enciende el contenido del recipiente y todo el…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15-71 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 15-71 Un recipiente de volumen constante contiene una mezcla de 1 kmol de benceno (C6H6) gaseoso y 30 por ciento de exceso de aire a 25 °C y 1 atm. Ahora se enciende el contenido del recipiente y todo…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15-70 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 15-70 Una lbmol de metano (CH4) sufre combustión completa con la cantidad estequiométrica de aire en un contenedor rígido. Inicialmente, el aire y el metano están a 14.4 psia y 77 °F. Los productos de combustión están a 1…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15-69 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 15-69 Reconsidere el problema 15-68. Usando el software EES (u otro), investigue el efecto de la temperatura final sobre la presión final y la transferencia de calor para el proceso de combustión. Haga variar la temperatura final de 500…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15-67 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 15-67 El combustible gaseoso E10 es 10 por ciento de etanol (C2H6O) y 90 por ciento de octano (C8H18), sobre la base de kmoles. Este combustible se quema con 110 por ciento de aire teórico. Durante el proceso de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15-66 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 15-66 Una mezcla gaseosa combustible, que es 40 por ciento de propano (C3H8) y 60 por ciento de metano (CH4) por volumen, se mezcla con la cantidad teórica de aire seco, y se quema en un proceso de flujo…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15-65 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 15-65 Se quema propano (C3H8) gaseoso en un proceso de flujo estacionario a presión constante a 100 kPa, con 200 por ciento aire teórico. Durante el proceso de combustión, 90 por ciento del carbono en el combustible se convierte…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15-64 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 15-64 Reconsidere el problema 15-63. Usando el software EES (u otro), investigue el efecto de la cantidad de exceso de aire sobre la transferencia de calor del proceso de combustión. Haga variar el exceso de aire de 0 a…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15-63 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 15-63 Gas octano (C8H18) que entra a 25 °C se quema estacionariamente con 80 por ciento de exceso de aire a 25 °C, 1 atm y 40 por ciento de humedad relativa. Suponiendo que la combustión es completa y…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15-62 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 15-62 Un carbón de Texas que tiene un análisis final (en masa) de 39.25 por ciento de C, 6.93 por ciento de H2, 41.11 por ciento de O2, 0.72 por ciento de N2, 0.79 por ciento de S y…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15-61 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 15-61 Se quema combustible diesel (C12H26) a 77 °F en una cámara de combustión de flujo estacionario con 20 por ciento de exceso de aire que también entra a 77 °F. Los productos salen de la cámara de combustión…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15-60 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 15-60 Se quema metano (CH4) por completo con la cantidad estequiométrica de aire durante un proceso de combustión de flujo estacionario. Si tanto los reactivos como los productos se mantienen a 25 °C y 1 atm y el agua…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15-59 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 15-59 Se mezcla combustible de propano (C3H8) a 25 °C uniformemente con 50 por ciento de exceso de aire a 500 °C, en una cámara de combustión a presión atmosférica. Los productos de combustión salen a 1 500 °C,…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15-58 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 15-58 Se quema gas de n-octano (C8H18) con 100 por ciento de exceso de aire en un quemador de presión constante. El aire y el combustible entran estacionariamente a este quemador en condiciones estándar y los productos de la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15-57 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 15-57 Se quema combustible de propano (C3H8) con una relación aire-combustible de 25 en un horno de calentamiento a presión atmosférica. Determine la transferencia térmica por kilogramo de combustible quemado cuando la temperatura de los productos es tal que…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15-56 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 15-56 Considere un proceso de combustión completa durante el cual los reactivos entran a la cámara de combustión a 20 °C y los productos salen a 700 °C. La combustión se lleva a cabo con a) 100 por ciento…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15-55 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 15-55 Considere un proceso de combustión completa durante el cual tanto los reactivos como los productos se mantienen en el mismo estado. La combustión se lleva a cabo con a) 100 por ciento del aire teórico, b) 200 por…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15-54 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 15-54 Deduzca una relación de balance de energía para un sistema reactivo cerrado que sufre un proceso de expansión o compresión de cuasi equilibrio a presión constante. Solución: Solución 1: Canal CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15-53 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 15-53 Calcule los valores caloríficos alto y bajo de un carbón de Illinois que tiene un análisis elemental (por masa) de 67.40 por ciento de C, 5.31 por ciento de H2, 15.11 por ciento de O2, 1.44 por ciento…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15-52 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 15-52 Calcule el PCS y el PCI del combustible n-octano gaseoso (C8H18). Compare sus resultados con los valores de la tabla A-27. Solución: Solución 1: Canal CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15-51 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 15-51 Calcule el PCS y el PCI del propano líquido (C3H8). Compare sus resultados con los valores de la tabla A-27. Solución: Solución 1: Canal CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15-50 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 15-50 ¿Cuál es la presión mínima de los productos del problema 15-49 que asegurará que el agua en los productos estará en forma de vapor? Solución: Solución 1: Canal CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO TERMODINÁMICA…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15-49 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 15-49 Se quema etano (C2H6) a presión atmosférica con la cantidad estequiométrica de aire como el oxidante. Determine el calor rechazado, en kJ/kmol combustible, cuando los productos y los reactivos están a 25 °C y el agua aparece en…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15-48 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 15-48 Reconsidere el problema 15-47. Usando el software EES (u otro), estudie el efecto de la temperatura sobre la entalpía de combustión. Grafique la entalpía de combustión como función de la temperatura sobre el rango de 25 a 600…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15-47 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 15-47 Determine la entalpía de combustión del metano (CH4) a 25 °C y 1 atm, usando los datos de entalpía de formación de la tabla A-26. Suponga que el agua en los productos está en forma líquida. Compare su…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15-46 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 15-46 ¿Cuál contiene más energía química, 1 kmol de H2 o 1 kmol de H2O  Solución: Solución 1: Canal CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN ¿Te sirvió el ejercicio? Compártelo…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 15-45 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 15-45 La h – °f del N2 está listada como cero. ¿Significa esto que el N2 no contiene energía química en el estado estándar de referencia? Solución: Solución 1: Canal CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO…