EVALUACIÓN DE ENTALPÍAS

EVALUACIÓN DE ENTALPÍAS

La entalpía es una propiedad termodinámica de gran importancia debido a su utilidad y aplicaciones prácticas en la simulación de procesos; entre ellas la solución de los balances de energía. El valor absoluto de la entalpía para una sustancia no puede ser medido y únicamente cambios en la entalpía son medidos. Para una masa unitaria, o para un mol, la entalpía está definida explícitamente por la expresión matemática: H = U + PV.......... (II 33.)

Dónde: H Entalpía.

U Energía interna.

P Presión absoluta.

V Volumen.

La entalpía de un sistema está en función de la presión y temperatura de este.

H = f (T, P).......... (II 34.)

Derivando ambos lados de la expresión anterior tenemos:

dH=[∂H/∂T]p dT+[∂H/∂P]T dp II 35

Donde el término (∂H / ∂T ).p dT , representa la variación de la entalpía con respecto a la temperatura manteniendo la presión constante. Es decir la entalpía ideal, ya que no considera los efectos de la presión. Esta puede ser calculada empleando la capacidad calorífica como una función de la temperatura, Cp (T ) .

[∂H/∂T]p=Cp(T)……..(II36)

La capacidad calorífica molar de una sustancia se puede expresar convenientemente como una función polinomial de la temperatura.

Cp= (T) =B+CT+DT2+ET3+FT4………….. (II37)

Dónde: B, C, D, E y F son constantes.

También se cuenta con ecuaciones que expresan directamente la entalpía ideal de una sustancia en función de su temperatura.

Hid(T)=A+BT+CT2+DT3+ET4+FT5...... (II38)

Donde: A, B, C, D, E y F son constantes.

Los valores para las constantes utilizadas en las ecuaciones II.37 y II.38 se obtienen a partir de la correlación de datos experimentales y son reportados en la literatura [19].

El estado de referencia para la entalpía puede ser tomado como un gas ideal. A presión cero, los fluidos se encuentran en su estado de gas ideal y la entalpía es independiente de la presión. La entalpía del gas ideal puede ser calculada con datos de capacidad calorífica del gas ideal.

Hid(T)=HTo+∫_T0^T▒〖Cp(T)dT………..(II39)〗

Donde:

Hid(T) Entalpía a presión cero y temperatura T. HTo Entalpía a presión cero y temperatura T0. T0 Temperatura de referencia.

Regresando a la ecuación II.35, el segundo término representa el efecto de la presión sobre la entalpía a una temperatura fija y es conocida como entalpía residual.

Considerando el cambio en la entalpía con la presión, a una temperatura T dada, el cambio en la entalpía de un fluido puede ser determinado de la derivada de la entalpía con la presión a una temperatura constante, (∂H/HP)T.De este modo, el cambio en la entalpía relativa a una referencia es dada por:

[Hp-Hp0]t=∫_P0^P▒〖(∂H/∂P〗)T

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