Unidad 1: Balance de Masa

Contabilidad de entradas y salidas de masa en un proceso. Aplicación de la ley de conservación de la masa.

Objeto de estudio en un proceso, todo lo que lo rodea es el entorno.

Sistema que intercambia energía con el entorno.

Sistema que no intercambia materia con el entorno.

Parte del universo delimitada con propiedades (P, T, V, %) en un tiempo específico.

Un sistema que intercambia tanto energía como materia con su entorno.

Un sistema que no intercambia ni energía ni materia con su entorno.

La masa total de un sistema permanece constante durante un proceso, es decir, la masa no se crea ni se destruye, solo se transforma.

Una forma de transmitir energía entre cuerpos. Se realiza cuando se aplica una fuerza y un cuerpo se desplaza.

Procesos donde se transforman sustancias, generando nuevas con propiedades diferentes. Se consumen reactivos y se generan productos.

Número que indica la proporción de cada especie involucrada en una reacción química, representando la cantidad de moléculas, átomos, iones o moles de cada sustancia que se consume o se forma.

Calcular la cantidad de producto generado en una reacción química utilizando el coeficiente estequiométrico y la cantidad de reactivo que se consume.

Propiedad fundamental de la materia que representa la cantidad de materia en un objeto. Depende de la interacción de fermiones y se expresa en kilogramos (kg).

Unidad de medida que representa una cantidad específica de partículas, como átomos o moléculas. Equivale a 6.022 × 10^23 partículas. Permite trabajar con cantidades manejables de materia a nivel microscópico.

Masa de un mol de una sustancia específica expresada en gramos por mol (g/mol). Se obtiene sumando las masas atómicas de todos los átomos que componen la molécula.

Relación entre la masa de una sustancia y el volumen que ocupa. Indica cuánto material se encuentra en un espacio determinado.

Medición de la cantidad de cada componente en una mezcla, expresada en fracción molar (Xi). Se usa principalmente para gases.

Unidad de medida que representa la concentración de un componente en una mezcla, donde cada millón de unidades de la mezcla contiene una cantidad específica del componente.

Combinación de dos o más sustancias que no reaccionan químicamente entre sí, conservando sus propiedades individuales.

Cantidad de soluto presente en una determinada cantidad de solución.

Cantidad de moles de un componente dividido por la cantidad total de moles en la mezcla.

Para expresar la concentración de contaminantes en el aire, agua o suelo, o para determinar la cantidad de un aditivo en un producto.

La cantidad de calor absorbido o liberado cuando se forma un mol de un compuesto a partir de sus elementos en su estado estándar.

La cantidad de calor absorbido o liberado durante una reacción química a presión constante.

Una reacción química que absorbe calor del entorno, haciendo que la temperatura del entorno disminuya.

Una reacción química que libera calor al entorno, haciendo que la temperatura del entorno aumente.

Una ecuación que representa una reacción química, mostrando la proporción de reactivos y productos involucrados.

En la combustión, el exceso de oxígeno es la cantidad de oxígeno presente más allá de la cantidad necesaria para la combustión completa del combustible. Un exceso de oxígeno es crucial para un buen rendimiento de la combustión, pero un 30% de exceso es el límite máximo para evitar pérdidas de energía y problemas de autochoques.

El nitrógeno (N2) es un agente de lastre en la combustión. No reacciona para producir energía, pero consume energía al calentarse y sale como gas caliente por la chimenea. Aunque no es ideal, es inevitable debido a la alta presencia de N2 en el aire ambiente.

La combustión presenta diversas variaciones según el combustible utilizado y las condiciones de la reacción. La composición del combustible, la presencia de contaminantes y el tipo de combustión (completa, incompleta) afectan el análisis energético.

Al usar carbón como combustible, es importante calcular la cantidad de CO2 producido durante la combustión. Este cálculo se realiza a través del análisis del balance de masa y energía del sistema, teniendo en cuenta la composición del carbón y los productos de la combustión.

En un horno de carbón, se pueden calcular, además de CO2, diferentes variables relacionadas con la energía generada, como el calor en KJ/min, Kcal/min, KW y HP. Estos cálculos se fundamentan en el análisis del balance de masa y energía del sistema.