>	restart:#"m15_p55"

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

Dentro de un recipiente rígido de 1 litro, se ha introducido propano y aire, siendo el estado inicial de 25 ºC, 100 kPa y una riqueza del 110%, produciéndose la combustión mediante una chispa. Al cabo de cierto tiempo, la temperatura interior es de 1800 K. Se pide:
a) Cantidad de sustancia inicial y final, y composición
b) Poder calorífico del propano en las condiciones del problema, y comparación con su entalpía estándar de combustión.
c) Intercambio energético del sistema.
d) Presión en el instante dicho.

Datos:

>	su0:="Aire":su1:="C3H8":fuel:=convert(su1,symbol);dat:=[V=1e-3*m_^3,T0=(25+273)*K_,phi=1.1, T2=1800*K_];

Eqs. const.:

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

a) Cantidad de sustancia inicial y final, y composición.

Como hay exceso de combustible, por lo menos habrá de formarse CO (además del CO2 y el H2O).

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eqA0:=Ateo(fuel);eq15_3;A_:=subs(dat,rhs(eqA0)/phi);eq1:=fuel+A*(c21*O2+c79*N2)=cCO*CO+cCO2*CO2+cH2O*H2O+cN2*N2;eq1_:=evalf(eq_fit(subs(A=A_,dat,eq1)));eq1__:=eqMIX(subs(dat,a*fuel+b*(c21*O2+c79*N2))=[3,4,5,7]);sol1_:=subs(dat,solve({eqBC,eqBH,eqBO,eqBN,eqNX,b=a*A_},{a,b,x[CO],x[N2],x[CO2],x[H2O]}));

i.e. las fracciones molares finales son: 71% de N2, 17% de H2O, 9% de CO2 y 4% de CO.

b) Poder calorífico del propano en las condiciones del problema, y comparación con su entalpía estándar de combustión.

Aunque se trata de combustión a volumen constante, como sabemos que la diferencia energética con la combustión a presión constante es pequeña, tomamos esta última.

>	eq15_5_;eq1_;PCS_act:=PCS(eq1_);eq2_:=eq_fit(fuel+a*O2=b*CO2+c*H2O);PCS_std:=PCS(eq2_);

La corrección por volumen constante sería como máximo de (ngassale-ngasentra)RT=(3-1-5)*8,3*298=-8 kJ/kg.

c) Intercambio energético del sistema.

>	subs(c[p,i]=c[v,i],eq15_6_2);PCI_:=PCI(eq1_);eqqs_nout:=qs=subs(T=T2,sol1_,cpComp,dat,rhs(eqqs+R[u]*(T-T25)));eqqs_nfuel:=subs(sol1_,eqqs_nout/a);n1:=p0*V/(R[u]*T0);n1_:=subs(dat,n1);eqn1:='n1'=nf*(1+A);nf_:=subs(A=A_,dat,solve(%,nf));eqQs:=Qs=nf_*rhs(eqqs_nfuel);

i.e. el sistema gaseoso ha soltado unos 1,3 kJ por transmisión de calor al recipente y al exterior.

d) Presión en el instante dicho.

>	eqET:=p=nout*R[u]*T2/V;nout=nf/a;nout_:=subs(sol1_,nf_/a);eqET_:=subs(nout=nout_,dat,eqET);

i.e. unos 670 kPa.

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