Balnce de energia

Balance De Energía

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El concepto de balance de energía es similar al concepto del balance de materia.
El balance de energía, al igual que el balance de masa, una de las operaciones más utilizadas en las industrias químicas. Su empleo se extiende desde el control de cualquier equipo o proceso tecnológico hasta el diseño de sistemas y aparatos industriales. Es aplicado para resolvergran cantidad de problemas práctico o teóricos que aparecen en la industria.

Tipos De Energía

Trabajo (W): es una forma de energía que representa una transferencia entre el sistema y el entorno. El trabajo no puede almacenarse. Es positivo si se efectúa sobre el sistema, el trabajo hecho por el sistema es negativo.

Calor: se define como la parte del flujo total energía que cruza a través dela frontera de un sistema debido a una diferencia de temperatura entre el sistema y el entorno. Se conoce en ingeniería también como flujo calórico
El calor es positivo cuando es transferido al sistema, este puede ser transferido por conducción, convección y radiación.
Para evaluar cuantitativamente la transferencia de calor, se puede utilizar una fórmula empírica:
[pic] (1)[pic]velocidad de transferencia de calor
A = área de transferencia
U = coeficiente de transferencia de calor(dato empírico)
(T = diferencia efectiva de temperatura entre el sistema y el entorno

Energía cinética (Ec): es la energía que tiene el sistema asociada a su velocidad relativa al entorno en reposo

Ec = ½ mv2 (2)

Energía potencial (P): es la energía que posee el sistema debido ala fuerza ejercida sobre su masa por un campo gravitacional o electromagnético con respecto a un plano de referencia

Energía potencial debida a un campo gravitacional: P = mgh

h = distancia al plano de referencia, medida a partir del centro de masa del sistema
m = masa del sistema
g = aceleración de gravedad

Energía interna: la energía interna (U), es la medida macroscópica de laenergías molecular, atómica, y subatómica, lo cual sigue reglas microscópicas definidas para los sistemas dinámicos. La energía interna se mide indirectamente a través de la medición de otras variables, tales como presión, volumen, temperatura y composición. La energía interna se calcula como en relativa a un estado de referencia, pero no en forma absoluta

Entalpía: la entalpía se expresa como H = U +PV (3), donde E es la energía interna, P es la presión y V el volumen. .
Al igual que en el caso de la energía interna, la entalpía no tiene un valor absoluto, sólo se miden los cambios de entalpía. Para determinar la entalpía se considera un estado de referencia :

Estado inicial del sistema Estado final del sistema
Entalpía = H1 - Href H2 - Href

Cambio neto de entalpía delsistema al pasar del estado inicial al estado final:

(H2 - Href ) – (H1 - Href ) = H2 – H1 = (H (4)




Se tiene que del primer principio de la termodinámica: (U = Q – W (5)

Siendo Q el calor absorbido y W el trabajo realizado, W = P(V.

Si consideramos un proceso a presión constante tenemos:

(H = (U + P(V, en este caso (H corresponde al calor absorbido por elsistema, luego

(H = Qp

Si el proceso se verifica a volumen constante (V = 0, luego Qv = (U = (H

La entalpía es una función de estado y sólo depende de los estados inicial y final y no del camino recorrido


Propiedades De La Entalpía
Es una función de estado del sistema.

No se pueden calcular valores absolutos de la entalpía.

Ü Es una magnitud extensiva: asociada a la cantidadtotal de energía contenida en las sustancias que toman parte en el proceso.


Es aditiva: permite establecer las ecuaciones de balance de energía.

Cuando (H tiene signo negativo, el proceso es exotérmico: el sistema desprende energía.


Ecuación General Del Balance De Energia


La ecuación general del balance de energía se expresa de la siguiente forma:



Acumulación de energía =...