>	restart:#"m09_p36"

>	read`../therm_eq.m`:read`../therm_chem.m`:with(therm_chem);with(therm_proc):

En vuelo supersónico es normal usar el combustible como sumidero de calor, pues la temperatura de pared del aire exterior puede ser de más de 100 ºC aunque la estática sea de -60 ºC. Como el combustible (Jet A-1) no debe calentarse por encima de 150 ºC para evitar que se formen depósitos carbonáceos, se piensa en la posibilidad de usar como sumidero adicional el fuel que está a punto de entrar en los quemadores, mediante un craqueo catalítico que transforme el Jet A-1 (supóngase dodeceno, C12H24) en una mezcla gaseosa que se va a aproximar así: C12H24CH4+2C2H2+C2H4+C2H6+C3H6. Se pide:

a) Calcular la entalpía y entropía estándares de la reacción, interpretando el signo obtenido.

b) Comparar la energía térmica absorbida (por unidad de masa de dodeceno) al calentar el líquido 100 ºC, con la del craqueo.

c) Comparar el poder calorífico inferior de los productos, con el del dodeceno.

d) Calcular el potencial de Gibbs de formación estándar del dodeceno a partir únicamente de datos tabulados de la entalpía y entropía estándares.

Datos:

>	su0:="Aire":su1:="C12H24":su2:="CH4":su3:="C2H2":su4:="C2H6":su5:="C3H6":su6:="CO2":su7:="H2O":dat:=[DT=100*K_];eqCracking:=C12H24=CH4+2*C2H2+C2H4+C2H6+C3H6;

Eqs. const.:

>	Adat:=get_gas_data(su0):Fdat:=get_liq_data(su1):dat:=op(subs(g=g0,[Const])),op(dat),SI2,SI1:

a) Calcular la entalpía y entropía estándares de reacción, interpretando el signo obtenido.

>	d:=[hgs_r25(eqCracking)]:eqCracking,'hr'=d[1],'gr'=d[2],'sr'=d[3];gr_:=d[2]:

La entalpía de reacción es de 593 kJ/mol (el signo positivo indica que es endotérmica), y la entropía de reacción 819 J/(mol·K), indicando el signo positivo que la entropía aumenta, como era de esperar porque un líquido pasa a formar varios gases.

b) Comparar la energía térmica absorbida (por unidad de masa de dodeceno) al calentar el líquido 100 ºC, con la del craqueo.

>	qt:=c*DT;c=subs(Fdat,c);qt_:=subs(Fdat,dat,qt);qc:=hr/M;Mf(su1);qc_:=subs(hr=d[1],M=rhs(%),dat,qc);

i.e. calentando 100 ºC el Jet A-1 se absorben 0,2 MJ/kg, mientras que en el craqueo se absorben 3,5 MJ/kg. Pero el craqueo está limitado por el gasto de fuel, mientras que en el almacenamiento térmico puede participar todo el fuel de a bordo.

c) Comparar el poder calorífico inferior de los productos, con el del dodeceno.

Al ser la entalpía función de estado, la diferencia entre poderes caloríficos será la entalpía de la reacción de craqueo, pero antes eran valores PCS y ahora nos piden PCI.

>	eq1:=eq_fit(lhs(eqCracking)+a*O2=b*CO2+c*H2O);PCS1:=PCS(eq1);PCI1:=PCI(eq1);PCI1m:=%/rhs(Mf(su1));eq2:=eq_fit(rhs(eqCracking)+a*O2=b*CO2+c*H2O);PCS2:=PCS(eq2);PCI2:=PCI(eq2);PCI2m:=%/rhs(Mf(su1));eqCheck:='PCS1+hrCrack=PCS2'; eqCheck_:=subs(hrCrack=d[1],%);

i.e. PCI(JetA1)=44 MJ/kg y PCI(prod)=48 MJ/kg.

a) Calcular el potencial de Gibbs de formación estándar del dodeceno a partir únicamente de datos tabulados de la entalpía y entropía estándares.

>	eqg:=gf25=hf25-T25*Sum(nu[i,f]*s25[i],i=1..C);eqf:=eq_fit(a*C+b*H2=lhs(eqCracking));d:=[hgs_r25(eqf)]:hf25:=d[1];sf25:=s25_C12H24-12*s25_C-12*s25_H2;sf25:=d[3];gf25:=subs(dat,hf25-T25*sf25);

i.e. gf25=117 kJ/mol, coincidente con el valor tabulado (que es redundante).

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