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Questions and Answers
¿Qué expresa la ley de conservación de la masa?
¿Qué expresa la ley de conservación de la masa?
- La masa es irrelevante en los procesos químicos.
- La masa se crea y se destruye.
- La masa se acumula en los procesos.
- La masa no se crea ni se destruye, solo se transforma. (correct)
Un sistema aislado puede intercambiar energía con su entorno.
Un sistema aislado puede intercambiar energía con su entorno.
False (B)
¿Cómo se le llama a las sustancias que emergen de un proceso?
¿Cómo se le llama a las sustancias que emergen de un proceso?
Producto o salida
En un balance de masa, las sustancias que ingresan se denominan __________.
En un balance de masa, las sustancias que ingresan se denominan __________.
Asocia los tipos de sistemas con sus características:
Asocia los tipos de sistemas con sus características:
¿Cuál de los siguientes ejemplos describe un sistema cerrado?
¿Cuál de los siguientes ejemplos describe un sistema cerrado?
Un sistema aislado intercambia energía y materia con los alrededores.
Un sistema aislado intercambia energía y materia con los alrededores.
Define qué es el trabajo en el contexto de la termodinámica.
Define qué es el trabajo en el contexto de la termodinámica.
La masa no se crea ni se destruye, solo se __________.
La masa no se crea ni se destruye, solo se __________.
Relaciona los tipos de sistemas con sus características:
Relaciona los tipos de sistemas con sus características:
¿Cuál es la unidad principal de la masa?
¿Cuál es la unidad principal de la masa?
La mol es una unidad que se utiliza para medir la masa de los átomos y moléculas individualmente.
La mol es una unidad que se utiliza para medir la masa de los átomos y moléculas individualmente.
¿Qué indica el peso molecular (PM)?
¿Qué indica el peso molecular (PM)?
¿Qué afirmación es correcta sobre la conservación de la masa en una reacción química?
¿Qué afirmación es correcta sobre la conservación de la masa en una reacción química?
La ______ es una propiedad que indica el volumen que ocupa una cantidad de masa determinada de una especie x.
La ______ es una propiedad que indica el volumen que ocupa una cantidad de masa determinada de una especie x.
En una reacción química, siempre se conservan tanto los átomos como la masa en todos los casos.
En una reacción química, siempre se conservan tanto los átomos como la masa en todos los casos.
¿Qué se debe considerar al calcular los productos de una reacción química?
¿Qué se debe considerar al calcular los productos de una reacción química?
Relaciona los conceptos de composición con su descripción adecuada:
Relaciona los conceptos de composición con su descripción adecuada:
En la reacción de la glucosa, la cantidad de moles de glucosa no se iguala a la cantidad de moles de __________ producidos.
En la reacción de la glucosa, la cantidad de moles de glucosa no se iguala a la cantidad de moles de __________ producidos.
Relaciona los compuestos químicos con sus productos en la reacción de descomposición:
Relaciona los compuestos químicos con sus productos en la reacción de descomposición:
¿Qué representa la expresión 'partes por millón' (ppm) en una mezcla?
¿Qué representa la expresión 'partes por millón' (ppm) en una mezcla?
Las partes por millón (ppm) se utilizan únicamente para medir componentes en altas concentraciones.
Las partes por millón (ppm) se utilizan únicamente para medir componentes en altas concentraciones.
¿Cuál es el principal uso de la medida de ppm en la química?
¿Cuál es el principal uso de la medida de ppm en la química?
Las ppm son comunes en el análisis de ________ en el agua.
Las ppm son comunes en el análisis de ________ en el agua.
Relaciona cada término con su definición:
Relaciona cada término con su definición:
¿Cuál es el límite máximo de exceso de oxígeno recomendado para un buen rendimiento en procesos de combustión?
¿Cuál es el límite máximo de exceso de oxígeno recomendado para un buen rendimiento en procesos de combustión?
El nitrógeno (N2) reacciona con el combustible para producir energía durante la combustión.
El nitrógeno (N2) reacciona con el combustible para producir energía durante la combustión.
Menciona un aspecto importante que se debe considerar en la combustión de diferentes combustibles.
Menciona un aspecto importante que se debe considerar en la combustión de diferentes combustibles.
La cantidad de __________ producida se puede calcular mediante el balance de masa y energía en un sistema de combustión.
La cantidad de __________ producida se puede calcular mediante el balance de masa y energía en un sistema de combustión.
Empareja los tipos de combustión con sus características:
Empareja los tipos de combustión con sus características:
¿Cuál es la potencia necesaria para bombear agua de un río a una altura de 65 metros para regar 1200 hectáreas, considerando que cada hectárea requiere 6000 m³ de agua al año?
¿Cuál es la potencia necesaria para bombear agua de un río a una altura de 65 metros para regar 1200 hectáreas, considerando que cada hectárea requiere 6000 m³ de agua al año?
La temperatura a la cual se calienta el hierro para ser moldeado industrialmente es de 750 °C.
La temperatura a la cual se calienta el hierro para ser moldeado industrialmente es de 750 °C.
¿Cómo se llama el proceso mediante el cual las sales metálicas se precipitan al enfriar una corriente de agua?
¿Cómo se llama el proceso mediante el cual las sales metálicas se precipitan al enfriar una corriente de agua?
La entalpía de __________ es la energía liberada o absorbida en una reacción química.
La entalpía de __________ es la energía liberada o absorbida en una reacción química.
Relaciona los siguientes conceptos de termodinámica con su descripción adecuada:
Relaciona los siguientes conceptos de termodinámica con su descripción adecuada:
Flashcards
Balance de masa
Balance de masa
Contabilidad de entradas y salidas de masa en un proceso. Aplicación de la ley de conservación de la masa.
Sistema
Sistema
Objeto de estudio en un proceso, todo lo que lo rodea es el entorno.
Sistema activo
Sistema activo
Sistema que intercambia energía con el entorno.
Sistema cerrado
Sistema cerrado
Sistema que no intercambia materia con el entorno.
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Sistema termodinámico
Sistema termodinámico
Parte del universo delimitada con propiedades (P, T, V, %) en un tiempo específico.
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Sistema abierto
Sistema abierto
Un sistema que intercambia tanto energía como materia con su entorno.
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Sistema aislado
Sistema aislado
Un sistema que no intercambia ni energía ni materia con su entorno.
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Principio de conservación de la masa
Principio de conservación de la masa
La masa total de un sistema permanece constante durante un proceso, es decir, la masa no se crea ni se destruye, solo se transforma.
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Trabajo
Trabajo
Una forma de transmitir energía entre cuerpos. Se realiza cuando se aplica una fuerza y un cuerpo se desplaza.
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Reacciones químicas
Reacciones químicas
Procesos donde se transforman sustancias, generando nuevas con propiedades diferentes. Se consumen reactivos y se generan productos.
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Coeficiente estequiométrico
Coeficiente estequiométrico
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.
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¿Cuántos moles de producto?
¿Cuántos moles de producto?
Calcular la cantidad de producto generado en una reacción química utilizando el coeficiente estequiométrico y la cantidad de reactivo que se consume.
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Masa
Masa
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).
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Mol
Mol
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.
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Peso molecular (PM)
Peso molecular (PM)
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.
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Densidad (p)
Densidad (p)
Relación entre la masa de una sustancia y el volumen que ocupa. Indica cuánto material se encuentra en un espacio determinado.
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Composición molar
Composición molar
Medición de la cantidad de cada componente en una mezcla, expresada en fracción molar (Xi). Se usa principalmente para gases.
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Partes por millón (ppm)
Partes por millón (ppm)
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.
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¿Qué es una mezcla?
¿Qué es una mezcla?
Combinación de dos o más sustancias que no reaccionan químicamente entre sí, conservando sus propiedades individuales.
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Concentración
Concentración
Cantidad de soluto presente en una determinada cantidad de solución.
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Fracción molar (Xi)
Fracción molar (Xi)
Cantidad de moles de un componente dividido por la cantidad total de moles en la mezcla.
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¿Cómo se usa la ppm?
¿Cómo se usa la ppm?
Para expresar la concentración de contaminantes en el aire, agua o suelo, o para determinar la cantidad de un aditivo en un producto.
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Entalpía de formación
Entalpía de formación
La cantidad de calor absorbido o liberado cuando se forma un mol de un compuesto a partir de sus elementos en su estado estándar.
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Entalpía de reacción
Entalpía de reacción
La cantidad de calor absorbido o liberado durante una reacción química a presión constante.
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¿Qué es una reacción endotérmica?
¿Qué es una reacción endotérmica?
Una reacción química que absorbe calor del entorno, haciendo que la temperatura del entorno disminuya.
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¿Qué es una reacción exotérmica?
¿Qué es una reacción exotérmica?
Una reacción química que libera calor al entorno, haciendo que la temperatura del entorno aumente.
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Ecuación estequiométrica
Ecuación estequiométrica
Una ecuación que representa una reacción química, mostrando la proporción de reactivos y productos involucrados.
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Exceso de oxígeno
Exceso de oxígeno
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.
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N2 en la combustión
N2 en la combustión
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.
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¿Por qué la combustión es variable?
¿Por qué la combustión es variable?
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.
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Cálculo del CO2
Cálculo del CO2
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.
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¿Qué se calcula en un horno de carbón?
¿Qué se calcula en un horno de carbón?
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.
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Unidad 1: Balance de Masa
- El balance de masa es una contabilidad de entradas y salidas de masa en un proceso o parte de éste.
- Se basa en la ley de conservación de la masa: "La masa no se crea ni se destruye, solo se transforma".
- Es una secuencia de cálculos que permite llevar la cuenta de todas las sustancias que intervienen en un proceso de transformación.
- Un balance de materia es una contabilidad de los materiales que participan en el proceso.
- Las sustancias pueden entrar, salir, producirse, acumularse o consumirse durante el proceso.
- El balance es importante para calcular el tamaño de los equipos y evaluar los costos del proceso.
- Los cálculos de balance de masa son necesarios para otros cálculos y se pueden aplicar a otros tipos de balances.
Conceptos Principales
- Proceso: Conjunto de operaciones que provocan una transformación física o química en una sustancia o grupo de sustancias.
- Entrada (alimentación): Sustancias que ingresan al proceso.
- Salida (producto): Sustancias que salen del proceso.
- Sistema: Objeto de estudio y todo lo que lo rodea. El entorno es lo que rodea al sistema.
- Frontera: Límite que separa el sistema del entorno.
- Sistema activo: Sistema que intercambia energía con el entorno.
- Sistema en reposo o equilibrio: Sistema que no intercambia energía con el entorno.
Sistema Termodinámico
- Parte del universo delimitada por límites y en un estado específico (presión, temperatura, volumen, porcentaje).
- Se puede analizar sus propiedades más fácilmente que analizar el universo entero.
- Puede ser cualquier cosa: máquina, empresa, lago, etc.
- Puede ser abierto, cerrado o aislado.
Tipos de Sistemas
- Sistema abierto: Intercambia materia y energía con su entorno (ej: hoguera).
- Sistema cerrado: Intercambia energía, pero no materia (ej: olla a presión).
- Sistema aislado: No intercambia materia ni energía (ej: termos).
Sistemas cerrados
- Intercambian energía (calor, trabajo), pero no materia.
- Su masa permanece constante.
- Ejemplos: olla a presión, donde se varía la energía pero no la masa total.
Sistemas abiertos
- Intercambian energía y materia con el entorno.
- Ejemplos: la Tierra que recibe energía solar y expulsa gases.
Sistemas aislados
- No intercambian ni materia ni energía con el entorno.
- Ejemplos: termos, para mantener la temperatura.
Entradas y Salidas
- Entrada: Materia o energía que ingresa al sistema.
- Salida: Materia o energía que sale del sistema.
- Estado: Conjunto de propiedades en un punto determinado (presión, temperatura, volumen...).
- Trabajo: Una forma de transferir energía asociada con la fuerza sobre un cuerpo en movimiento.
- Energía: Capacidad para producir trabajo.
- Calor: Transferencia de energía térmica.
Principio General de Conservación de Masa
- La masa se conserva, no se crea ni se destruye solo se transforma.
- Entrada - Salida + Generación - Consumo = Acumulación.
Balance de Materia Total
- La ecuación (entrada - salida + acumulación) se usa para balance de materia total.
- Representa un balance total de la masa en un sistema.
- Se basa en el principio de conservación de la materia.
Balance de Masa de Componentes
- Se aplican los mismos principios que en el balance total, pero se consideran los componentes individualmente.
- Se formulan tantas ecuaciones independientes como componentes haya.
- Se define la fracción másica.
Fracción másica
- Es la relación entre la masa de una sustancia contenida en una mezcla y la masa total presente en dicha mezcla.
Resolviendo Problemas
- Ejemplos de problemas y sus respectivas ecuaciones.
- Se incluyen ejemplos de biodigestores.
Estado Termodinámico
- Es el conjunto de propiedades (presión, temperatura, volumen y composición) que describen un sistema en un momento dado.
Proceso Termodinámico
- Acción física o química que hace que el sistema cambie de un estado inicial a uno final.
- Puede ser: estacionarios (el sistema no cambia con el tiempo) o transitorios (el sistema cambia con el tiempo).
Procesos Múltiples
- En la vida real, los procesos suelen estar encadenados y ser más complejos.
- Es necesario dividirlos en subsistemas para un balance analítico adecuado.
Información de Corrientes
- Factores para considerar al momento de tomar información acerca de las corrientes:
- Facilidad de toma: facilidad de medir la información.
- Dificultades: accesibilidad a las tuberías o sistemas para la toma de información.
- Sistemas grandes, donde es imposible realizar un cálculo completo.
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