![[PCS = `+`(`/`(`*`(0.622e6, `*`(J_)), `*`(mol_)))]](images/p04_1.gif){kind=small}
| > | restart:#"m09_p04" |
a) Determinar la entalpía de formación de la hidracina, N2H4(l), sabiendo que su poder calorífico superior es de 622 kJ/mol.
b) Comparar el resultado anterior con los valores tabulados, y, con ayuda de estos, determinar los valores de la entropía estándar de la hidracina y de la entropía de la reacción de formación.
c) Determinar el poder calorífico inferior de la combustión de hidracina y tetróxido de dinitrógeno.
Datos:
| > | read`../therm_eq.m`:read`../therm_chem.m`:with(therm_chem):with(therm_proc): |
| > | su1:="N2H4":su2:="N2O4":dat:=[PCS=622e3*J_/mol_]; |
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| > | dat:=op(dat),op(subs(g=g0,[Const])),SI2,SI1: |
a) Determinar la entalpía de formación de la hidracina, N2H4(l), sabiendo que su poder calorífico superior es de 622 kJ/mol.
La reacción de formación es N2+2*H2=N2H4, y la de combustión estándar N2H4+O2=N2+2*H2O
| > | eqC:=N2H4+O2=N2+2*H2O;eqhr:=hr=h[f,N2]+2*h[f,H2O]-h[f,N2H4]-h[f,O2];eq15_5;hr=-PCS;hfN2H4_:=subs(dat,h3_+2*h5_-h2_+PCS); |
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![hr = `+`(h[f, N2], `*`(2, `*`(h[f, H2O])), `-`(h[f, N2H4]), `-`(h[f, O2]))](images/p04_3.gif){kind=small} |
![PC = `+`(`-`(Sum(`*`(nu[i], `*`(h[i])), i = 1 .. C)))](images/p04_4.gif){kind=small} |
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i.e. la hfN2H4 calculada a partir del PCS da 50,3 kJ/mol.
b) Comparar el resultado anterior con los valores tabulados, y, con ayuda de estos, determinar los valores de la entropía estándar de la hidracina y de la entropía de la reacción de formación.
| > | hgsN2H4:=get_hgs_data("N2H4(l)");hgsO2:=get_hgs_data("O2(g)");hgsH2O:=get_hgs_data("H2O(l)");hgsN2:=get_hgs_data("N2(g)");eqF:=N2+2*H2=N2H4;hr_gr_sr:=hgs_r25(eqF); |
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el valor tabulado es hfN2H4=50,6 kJ/mol, que concuerda con el calculado antes.
La entropía estándar de la hidracina es s25=121 J/(mol·K), que es la integral Int(cp/T,T=0..T25) y es siempre positiva.
La entrópía de la reacción de formación estándar es -331 J/(mol·K) y su signo '-' indica que la entropía disminuye al convertir 3 moles de gas en 1 mol de líquido.
c) Determinar el poder calorífico inferior de la combustión de hidracina y tetróxido de dinitrógeno.
| > | eqCN:=eq_fit(N2H4+a*N2O4=b*N2+C*H2O);PCS_CN:=PCS(eqCN);PCI_CN:=PCI(eqCN); |
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i.e. el PCI estándar es 539 kJ/mol.
NOTA. Se han tomado los valores del N2O4 en estado estándar (líquido a 25 ºC y 100 kPa), pero en la práctica se trabaja a mayor presión y el N2O4 siempre está liquido (a 25 ºC ya licúa a 120 kPa), aunque el effecto sobre el PC es muy pequeño:
| > | hgsN2O4:=get_hgs_data("N2O4(g)");hgsN2O4_:=get_hgs_data("N2O4(l)");PCS_CN_l:=2*h5_+(3/2)*h3_-h38_-(1/2)*hgsN2O4_[1];PCI_CN_l:=2*h6_+(3/2)*h3_-h38_-(1/2)*hgsN2O4_[1]; |
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La ventaja de usar como oxidante N2O4 en vez de O2 es que ocupa mucho menos (y el LOX necesita temperatura criogénicas). En la combustión adiabática con N2O4 los gases alcanzan unos 3400 K.
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