7. El calor de combustión del gas etano es de 373 kcal/mol. Si supone que 70% del calor es utilizable, ¿Cuántos litros de etanol a 300 torr y 20 °C, deben quemarse para convertir 250.0 kg a 1.0 °C en vapor a 250 °C?
Respuestas
El volumen en litros de etano a 300 torr y 20 °C son : V = 46057.46 Lts etano.
Se procede a calcular primero el calor requerido para convertir los 250 Kg de agua en vapor y luego el volumen de etano, de la siguiente manera :
Qp = 373 Kcal /mol* 4.18 KJ/1 Kcal = 1559.14 KJ/mol
70% calor utilizable
V ( litros ) C2H6 =?
P =300torr *1 atm/760 torr = 0.394 atm
T = 20ºC +273 = 293ºK
m agua = 250 Kg
T1 = 1.0 ºC a T2 = 250 ºC vapor
Q = m * CH2O *ΔT + m *ΔΔH vaporización
Q = 250 Kg * 4.18 KJ/Kg*ºC ( 250ºC -1.0ºC ) + 250 Kg * 2257 KJ/Kg
Q = 824455 KJ
P*V = n*R*T
V = n*R*T/P= 1 mol *0.082 L*atm/ºK*mol * 293ºK/0.394 atm
V = 60.97 Lts
Si 1 mol de etano son 60.97 litros y que ΔH = Qp :
El calor requerido es :
0.7 * I ΔΔH comb I * V
Q= -------------------------------------- Formula
60.97 Lts
Se despeja el volumen V :
V =( Q * 22.4 Lts)/( 0.6 * I ΔHcomb I )
V = ( 824455 KJ * 60.97 Lts )/( 0.7* 1559.14 KJ/mol)
V = 46057.46 Lts etano.