Equilibrio termodinámico

Resumen.
El presente ensayo trata sobre la importancia de los balances de energía ya sea tanto para los sistemas con flujo o sin flujo. Habrá que diferenciar que tanto en los sistemas con flujo y sin flujo existe balance de energía a diferencia de materia, ya que en los sistemas sin flujo, la materia permanece dentro del sistema y la energía intercambia por la frontera. Y en los sistemas conflujo, la energía se puede ir tanto por las paredes del sistema como siendo arrastrado por el flujo de materia. Por ello es que las ecuaciones son diferentes y se hace un análisis distinto entre cada caso.
Un análisis de balance de energía puede llegar a ser determinante para la creación de una planta ya que la mayoría de los costos de operación radican en el uso de esta y por ello el análisis delbalance de energía me dará uno de los principales insumos en la planta como es la energía.

También el éxito de esta radica en una inteligente recirculación entre los flujos de energía, como puede ser por medio de intercambiadores.
Es decir, después del balance de materia, el balance de energía es uno de los principales análisis que se deben hacer a la planta ya que son los que determinan eléxito o fracaso de la planta.



Introducción:
En la industria una de los principales costos en la producción se centran específicamente en los gastos energéticos, muchas plantas en la actualidad no pueden ser diseñadas sin tomar en cuenta este factor.
Para conocer todo el consumo de una planta o un equipo es necesario hacer un análisis adecuado del consumo de tal. A este análisis se lellama balance de energía.
Este balance de energía me entregará como resultado no solo la cantidad de energía gastada en el proceso, sino que también se podrá encontrar los puntos en los cuales se puede optimizar el gasto de esta, ya sea con intercambiadores u otros artificios.
Para entender los balances de energía se requieren conocer ciertos principios como la ley de conservación de la masa y de laenergía.
Entre la energía que más se toman a consideración en una planta se encuentran la de calor y trabajo. Otras energías como cinética, potencial etc. son despreciables o englobadas al trabajo.
También es necesario conocer las características del fluido, conocer su Cp, su concentración si es multicomponente, su calor sensible si ocurre cambio de fase, etc.

Desarrollo
Ensayo sobre laimportancia de los balances de energía en sistemas con flujo y sin flujo.
Como es bien sabido antes de elaborar un balance de energía en un sistema, primero se tiene que conocer qué tipo de sistema es ya sea si tiene flujo o no de materia. Si dicho flujo existe entonces debe realizarse su balance de materia. En caso de que el sistema sea cerrado, este cálculo se simplifica ya que no existiría talbalance de materia ya que esta permanecería constante, sin embargo esto no significa que los cálculos en un sistema cerrado de balance de energía sean más sencillos, ya que en un sistema cerrado generalmente se presenta un sistema no estacionario. Es decir que cambia con el tiempo como un reactor batch, u otro proceso. A diferencia de un sistema a flujo continuo que generalmente opera en estadoestacionario a excepción de cuando arranca una planta.
Por ello vamos a exponer los balances de materia necesarios para un sistema con flujo.
Una de las leyes básicas de la física se conoce como la “Ley de la conservación de la masa” y dice que la masa no puede crearse ni destruirse. Por consiguiente; la masa o el peso de todos los materiales que entran a un proceso de operación unitaria debe serigual a la masa total de todos los materiales que salen del mismo.
Los problemas de balance de materias en los que se pide determinar la masa de sustancias químicas que se mezclan, se separan en varias fases o corrientes, o se combinan o transforman en otras, se mantienen invariantes dos principios fundamentales:
El primero es el principio de conservación de la materia que establece que la...