Liquidos Organicos

LÍQUIDOS ORGÁNICOS

Para líquidos de naturaleza orgánica la siguiente ecuación da la relación entre la capacidad calorífica en unidades másicas consistentes y la masa molecular, a una temperatura de 25 °C, con bastante exactitud:

4-8

donde: M = Masa Molecular

r y a = Constantes que dependen de la familia a que pertenece el compuesto

La Tabla 4.4 da algunos valores para esas constantes, calculados a partir de los datos experimentales, para compuestos cuya capacidad calorífica se ha medido.

Tabla 4-4. CONSTANTES PARA cP DE LÍQUIDOS ORGÁNICOS, ECUACIÓN 4.8

FAMILIA

r

a

Alcoholes

0.85

-0.1

Ácidos

0.91

-0.152

Celonas

0.587

-0.135

Esteres

0.60

-0.0573

Hidrocarburos Alifáticos

0.873

-0.113

4.2.5 HIDROCARBUROS LÍQUIDOS.

Fallón y Watson estudiaron datos experimentales de capacidades caloríficas a presión constante para muchos hidrocarburos y derivados líquidos del petróleo, proponiendo la siguiente expresión para la capacidad calorífica en función de la temperatura, los °API y el factor de caracterización k:

4-9

donde:

cp:Capacidad calorífica, en unidades de base masa consistentes.

T: Temperatura. °F.

k: Factor de caracterización de la Universal Oil Products, el cual varía entre 10 y 13 (ya definido).

°API: Grados API, los cuales son una medida de la densidad relativa.

Se calculan por medio de la ecuación:

4-10

en la que D es la densidad relativa.

Por ejemplo, un petróleo que tiene una densidad a 6O °F de 0.9 g por centímetro cúbico, tendrá una densidad relativa de 0.9 con respecto al agua a la misma temperatura y,

°API = ( 141.5/0.9) - 131.5 =25.72

En la Figura 4.2 se representa la ecuación anterior. Las curvas sobre la gráfica principal se aplican a sustancias medias, cuyos factores de caracterización son aproximadamente 11.8.

Para otros materiales debe corregirse el valor leído, utilizando un factor derivado en función de k, colocado en el ángulo inferior izquierdo.

Figura 4-2. CAPACIDADES CALORÍFICAS DE ACEITES DE PETRÓLEO LÍQUIDOS.

k = 11.8, material de contenido medio.

Para otros materiales, multiplíquese por el factor de corrección.

Cuando no se dispone dé datos para la capacidad calorífica, a presión constante de líquidos puede utilizarse la Regla de Kopp, como se verá más adelante.

EJEMPLO 4.1

En la Tabla 4.1 se encuentra que a 80 °C, la capacidad calorífica, cp , para el benceno tiene unvalor de 0.465 Kcal/kg C°.

Recalcule este valor a partir del nomograma y de las ecuaciones disponibles en este capítulo y los apéndices y encuentre el porcentaje de error.

SOLUCIÓN:

En la Figura 4.1, el punto 23 representa el benceno, entre 10 y 80 °C, en unidades de basemasa consistentes. Uniendo la temperatura de 80 °C con el punto 23 y prolongando la recta hasta la línea de la derecha se lee un valor de 0.464 Kcal/kg c° y el porcentaje de error es de 0.22.

b) A partir de la Tabla 4.3 la capacidad calorífica del benceno está dada por la ecuación:

cp = - 1.481 + 15.46 x 10"3 T - 43.7 x 106 T2 + 44.09 x 109 T3

con

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