Termodinámica y diagramas de fase
Los diagramas de fase son la representación del equilibrio termodinámico de un sistema y permiten predecir las fases presentes y sus proporciones para unas condiciones determinadas. En este trabajo se plantea su fundamento termodinámico y se usa el modelo de solución ideal para obtener los diagramas de equilibrio líquido-sólido de algunos sistemas binarios, utilizando datos termodinámicos existentes en la literatura. Este modelo, aunque simple, permite una buena aproximación a algunos sistemas, y en general es una herramienta útil cuando se carece de datos experimentales. Aunque los diagramas de equilibrio son de gran utilidad en la práctica ingenieril, en la práctica pocos sistemas exhiben comportamiento ideal,ya que esto requiere mucha semejanza entre los componentes.
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Termodinámica y diagramas de fase
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Thermodynamics in the Treatment of Vapor/Liquid Equilibrium (VLE) Data
La conferencia de Rossini le brinda al profesorado la oportunidad de revisar sus contribuciones a un tema y reflexionar sobre ellas desde la perspectiva de una carrera extensa. El tema aquí es el equilibrio vapor / líquido, y los temas revisados incluyen relaciones de propiedad, mediciones experimentales, pruebas de consistencia y reducción y correlación de datos.
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Thermodynamics in the Treatment of Vapor/Liquid Equilibrium (VLE) Data
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Governing laws of thermodynamics
En este documento se recapitulan las leyes generales que gobiernan los procesos y fenómenos termodinámicos, completándolas con los resultados nuevos obtenidos de la termodinámica cinética (termocinética).Este trabajo se divide en tres partes. La primera parte es una recapitulación de las propiedades de los participantes fundamentales de los sistemas macroscópicos en equilibrio: las densidades (C) de las entidades conservativas (masa, energía) y el conjunto de potenciales (F), las ecuaciones de estado, leyes de fuerzas, simetrías cruzadas, el producto suma de C y F y sus diferenciales. La segunda parte involucra los procesos termodinámicos básicos, flujos absolutos (j) y netos, leyes de fuerzas dinámicas, simetrías cruzadas y reversibles con el tiempo, el producto suma de j y F, sus diversas diferenciales (exacta, no exacta, segunda). La tercera parte es la historia de las desigualdades, las ?flechas?: la Segunda Ley, flechas de fuerza y flechas de tiempo. Los orígenes de cambio en el tiempo, la evolución hacia los estados estacionarios de equilibrio o no equilibrio. Todas las relaciones y leyes están posicionadas en un sistema general de tres entidades básicas (C, F, j), los tres pro-ductos (C*F, j*F y C*j), y los tres niveles de sus derivadas de espacio y/o tiempo. Se modificaron o generalizaron algunas formulaciones convencionales. El trabajo no se extiende sobre sistemas materiales sin temperaturas, reacciones químicas no lineales e inestabilidades lejos del equilibrio.
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Governing laws of thermodynamics
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DOE fundamentals handbook, thermodynamics, heat transfer and fluid flow
Termodinámica, Transferencia de Calor y Flujo de Fluidos fue preparado como una fuente información para el personal responsable por la operación de las instalaciones nucleares del DOE.La información de este manual esta presentada para proporcionar un fundamento para aplicar conceptos de ingeniería al trabajo. Aunque está dirigido al personal que trabaja en plantas nucleares, la información y los conceptos del manual son igualmente útiles a las personas vinculadas a los procesos industriales.Este manual consiste de tres módulos:Módulo 1.Termodinámica:Este módulo explica las propiedades de los fluidos y como estas propiedades se encuentran afectadas por varios procesos. El módulo también explica como pueden llevarse a cabo balances de energía en sistemas o componentes de la instalación, y como puede calcularse la eficiencia.Módulo 2.Transferencia de calor: Este modulo describe la transferencia de calor por conducción, convección y radiación. El módulo también explica como parámetros específicos pueden afectar la velocidad de transferencia de calor.Módulo 3. Flujo de fluidos: Este modulo describe la relación entre los distintos tipos de energía en una corriente de fluido a través del uso de la ecuación de Bernoulli. El módulo también discute las causas de las pérdidas de cabeza en sistemas fluidos, y que factores la afectan.La información contenida en este manual no abarca por completo to-da la temática de la termodinámica, la transferencia de calor o el flujo de fluidos; sin embargo, presenta información suficiente para proporcionarle al lector un nivel de conocimiento fundamental aceptable para entender los conceptos teóricos avanzados presentados en otras áreas de estudio.
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Exergy flows in industrial processes
El concepto de exergía es definido y aplicado a procesos industriales. El estudio discute el significado de la selección de la definición de eficiencia, limitaciones del sistema y definición del problema. Se presentan los flujos de exergía para una planta de acero, así como para una fábrica de papel y pulpa. El estudio establece los flujos de energía en los procesos, y elabora las pérdidas de exergía. Para propósitos de comparación, se describe el sistema de calentamiento de espacio sueco empleando el concepto de exergía.
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Kinetics and thermodynamics of oil extraction from sunflower seeds in the presence of aqueous acidic hexane solutions
Se llevó a cabo una extracción de acei-te en soluciones acuosas de HCl, H2SO4 and H3PO4 con n-hexano (C6H14) a 30, 40, 50 and 60ºC, empleando 10 gr de semillas de g-rasol por 1 h con intervalos de muestreo de 10min. La concentración óptima de ácido fue de 10% en peso para cada ácido, y el rendi-miento más alto de aceite fue obtenido en el procedimiento de extracción con n-hexano y H2SO4. Se observó el proceso de extracción con respecto al porcentaje de rendimiento de aceite vs tiempo, y se encontró que la cinética de reacción era de primer orden por el método diferencial. Se encontró que la energía de activación para la cinética de extracción de aceite de semillas de girasol con 10% de H2SO4 era Ea= 4.2 kJ*mol-1, y los parámetros de activación termodinámicos a 60ºC fueron: ΔH≠= 1.43 kJ*mol-1, ΔS≠= -309.3 kJ*mol-1, y ΔG≠= 104.4 kJ*mol-1. El valor de entalpía fue de ΔH= 11.2 kJ*mol-1,y los otros parámetros termodinámicos a 60ºC fueron ΔS=36.75kJ*mol-1,y ΔG=-1.07 kJ*mol-1.
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Molecular thermodynamics for some applications in biotechnology
Al barrer la biotecnología en el mundo es apropiado recordar que la gran virtud de la termodinámica es su amplio intervalo de aplicabilidad. Como resultado, hay una gran cantidad de literatura en crecimiento describiendo como la termodinámica química puede emplearse para informar procesos para productos biotecnológicos viejos y nuevos para la industria y la medicina.Una aplicación particular de la termodinámica molecular se relaciona con la separación de proteínas acuosas por precipitación selectiva. Para este propósito, se necesitan diagramas de fase; para construirlos, se necesita entender, no solamente la naturaleza cuantitativa de la fase de equilibrio de las proteínas acuosas, sino también las fuerzas moleculares cuantitativas entre las proteínas en solución. Se muestran algunos ejemplos para mostrar como las fuerzas proteína proteína puede calcularse o medirse, para producir un potencial de fuerza media, y como ese potencial se emplea luego junto con un modelo de termodinámica estadística para establecer un equilibrio líquido líquido y líquido cristal. Tal equilibrio no solamente es útil para los procesos de separación,sino también para entender enfermedades como el mal de Alzheimer,las cataratas en los ojos, y anemia, las cuales parecen ser causadas por aglomeración de proteínas.
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The constraints of the laws of thermodynamics upon the evolution of hydrocarbons , the prohibition of hydrocarbon genesis at low pressures
Este artículo discute las razones que llevaron a los físicos, químicos, termodinámicos, ingenieros químicos, mecánicos y de petróleos a rechazar, ya en el último cuarto del siglo XIX la hipótesis que las moléculas de hidrocarburos altamente reducidas de potenciales químicos altos pudieron, de alguna forma, evolucionar espontáneamente desde moléculas biológicas altamente oxidadas de potenciales químicos bajos, y estudia brevemente las razones científicas fundamentales por las cuales falla la hipótesis del siglo XVIII del origen biológico del petróleo.
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Thermodynamic modelling and assessment of some alumino-silicate systems
Los sistemas de alumino-silicatos son de gran interés para los científicos de materiales y geoquímicas. El conocimiento termodinámico de estos sistemas es útil en las industrias del acero y la cerámica, y para entender los procesos geoquímicas. Una aproximación popular y eficiente para obtener un conjunto de datos termodinámicos autoconsistente es la llamada CALPHAD;acopla información de diagramas de fase y datos termodinámicos con la asistencia de modelos computarizados. La aproximación CALPHAD se aplica en esta tesis para el modelamiento termodinámico y las evaluaciones de los sistemas CaO-Al2O3-SiO2, MgO-Al2O3-SiO2 and Y2O3-Al2O3-SiO2 y sus subsistemas.Se emplea el formalismo de energía de com-puesto para todas las fases de solución, incluyendo mulita, YAM, spinel y halita. En particular, se aplica el modelo iónico de dos subentramados para la fase de solución líquida. Basada en investigaciones experimentales recientes y en estudios teóricos, se introduce una nueva especie, AlO2-1 al modelo líquido Al2O3. Así, el modelo líquido correspondiente al un sistema ternario Al2O3-SiO2-M2Om tiene la fórmula (Al+3, M+m)P (AlO2-1,O-2, SiO4-4,SiO20)Q, donde M+m permanece para Ca+2, Mg+2 o Y+3. Este modelo supera la dificultad existente por tanto tiempo de suprimir la laguna de la miscibilidad de líquidos en los sistemas ternarios originados a partir de Al2O3 libre durante las evaluaciones. Se evalúa críticamente toda la información disponible y experimental actualizada, y finalmente se logra un conjunto de datos termodinámicos autoconsistente.Se puede emplear la base de datos junto con el software para minimización de la energía de Gibbs para calcular cualquier tipo de diagrama de fase y todas las propiedades termodinámicas. Se presentan varios diagramas de fase,secciones isotérmicas, y propiedades termodisecciones isotérmicas, y propiedades termodinámicas, y se comparan con los datos experimentales. Se llevan a cabo todos los cálculos y optimizaciones de procesos empleando el paquete de software Termo-Calc.
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Thermodynamics of development of energy systems with applications to thermal machines and living organisms
En el artículo se definen y analizan los límites termodinámicos para varios procesos tradicionales y asistidos por trabajo de desarrollo secuencial con velocidades finitas, importantes en ingeniería y biología. Los límites termodinámicos están expresados en términos de cambio de exergía clásicos y un mínimo residuo de exergía disipada, o alguna extensión incluyendo penalidad por tiempo.Se consideran procesos con transferencia de calor y masa que ocurren en un tiempo finito y con equipo de dimensión finita. Estos procesos incluyen calor y operaciones de separación, y se encuentran en intercambiadores de calor y masa, redes térmicas, convertidores de energía, unidades de recuperación de energía, sistemas de almacenamiento, reactores químicos, y plantas químicas. El análisis del autor esta basado en la condición que, para hacer útiles los resultados de los análisis termodinámicos en ingeniería económica, es el límite termodinámico, no la eficiencia termodinámica máxima, el que debe ser superado para requerimientos de proceso prescritos.Una parte creativa de este trabajo perfila una aproximación general de la construcción de ?variables de Carnot? como controles adecuados. Modelos endoreversibles, de velocidad finita incluyen pérdidas irreductibles mínimas causadas por resistencias térmicas al potencial de exergía clásico. Se formulan funciones de trabajo extremo (extremum), las cuales incorporan producción de entropía mínima residual, en términos de estados iniciales y finales,duración total, y (en procesos discretos) número de etapas.
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