Termodinàmica: Combustibles, Emissions i Sistemes

Escrito el 18 de Diciembre de 2024 en catalán con un tamaño de 6,77 KB

Conceptes Clau sobre Combustibles i Emissions

Del petroli es poden obtenir gran varietat de combustibles com: gasolina, querosè, gasoil, fueloil, biodièsel, etc.
Les formes d'energia més utilitzades són: l'energia solar, l'energia tèrmica i l'energia hidràulica.
El gas natural és l'únic combustible d'una central termoelèctrica convencional que no produeix emissions de CO2 a l'atmosfera. Fals. El gas natural sí que produeix emissions de CO2, però en menor quantitat que altres combustibles fòssils.
El diòxid de carboni (CO2) emès a l'atmosfera és el principal causant de la pluja àcida. Fals. El CO2 contribueix a l'efecte hivernacle, però els principals causants de la pluja àcida són els òxids de sofre (SO2 i SO3) i els òxids de nitrogen (NOx).
Els òxids de sofre (SO2 i SO3) i els òxids de nitrogen (NOx) emesos a l'atmosfera produeixen l'efecte hivernacle. Cert.
Els òxids de sofre (SO2 i SO3), els òxids de nitrogen (NOx) i el monòxid de carboni (CO) emesos a l'atmosfera no produeixen efectes nocius en la salut de les persones. Fals. Aquests gasos tenen efectes nocius per a la salut, com ara problemes respiratoris i cardiovasculars.

Amb relació a la Z per a una substància donada, depèn de la temperatura (T), de la pressió (P) i del volum específic (V).
El valor del factor de compressibilitat crític (Zc) d'una substància pura està al voltant de 1,0. Fals. Està al voltant de 0,22 i 0,3.
El punt triple d'una substància pura és un punt característic on coincideixen les fases líquida, vapor i gas en equilibri. Fals. El punt triple és on coincideixen les fases sòlida, líquida i gasosa.
La pressió de saturació (Ps) es defineix per a un líquid pur des de la seva temperatura normal d'ebullició (Tb) fins a la seva temperatura del punt crític (Tc).

Un sistema termodinàmic tancat pot ser estàtic o bé dinàmic.

El fluid refrigerant R-134a que circula per l'interior d'una bomba de calor.
L'aigua líquida i el vapor d'aigua que circula per l'interior dels equipaments i canonades d'una central termoelèctrica convencional que crema fueloil o gas natural.
L'aire que evoluciona per l'interior d'una planta de potència de turbina de gas de cicle tancat.

El vapor d'aigua que s'expansiona en una turbina de vapor d'una central nuclear de fissió.

El petroli, el gas natural i el carbó són combustibles fòssils.
L'energia nuclear pot ser: fissió nuclear i fusió nuclear.
L'energia solar pot ser: energia solar tèrmica i energia solar fotovoltaica.
L'energia elèctrica pot transformar-se en energia tèrmica i energia mecànica.
L'energia química d'un combustible es transforma en energia tèrmica i posteriorment en energia mecànica en un motor tèrmic.
L'energia solar pot transformar-se directament en energia tèrmica i en energia elèctrica.
El combustible d'una central termoelèctrica convencional que produeix més SO2 és el carbó.
El combustible d'una central termoelèctrica convencional que produeix més NOx és el carbó.
Els NOx i el SO2 produïts en una central termoelèctrica són els causants de les pluges àcides.
Els fluids refrigerants CFC i els aerosols emesos a l'atmosfera produeixen la destrucció de la capa d'ozó.
La Z és un concepte que pot aplicar-se a gasos, vapors i líquids.
La Z per al cas d'un gas ideal val la unitat.

Els gasos que s'expansionen per la turbina d'un motor de turbina de gas de cicle obert.
L'aire que es comprimeix en el compressor d'un motor de turbina de gas de cicle obert.
L'aire comprimit que es refreda en l'"intercooler" (o bescanviador de calor) d'un sistema de turbosobrealimentació d'un motor dièsel.

L'aire que evoluciona per l'interior d'una planta de potència de turbina de gas de cicle tancat.

Les funcions d'estat: matemàticament acompleixen la propietat de ser diferencials exactes.
L'equació d'estat de gas ideal: prediu correctament el comportament P-v-T d'un gas o un vapor a pressions baixes i temperatures elevades.
Procés reversible: processos de canvi de fase en substàncies pures (ebullició, condensació, fusió...).
Exemple de procés reversible: Estirament elàstic d'un sòlid.
Exemple de procés NO reversible: Flux viscós d'un fluid per una canonada.
El factor de compressibilitat Z: és una mesura de la desviació del comportament d'un fluid respecte al model del gas ideal.

La Z en el punt crític d'una substància pura, s'anomena factor de compressibilitat crític (Zc) i es defineix per: Zc = (Pc·Vc)/(R·Tc).
L'interval de valors típics del factor de compressibilitat (Z) d'una substància pura oscil·la entre 0,0 i 0,4.
Per al cas de líquids amb P<Pc el factor de compressibilitat acompleix: 0<Z<Zc.
Per al cas de gasos i vapors, el factor de compressibilitat acompleix Z>Zc.
La temperatura normal d'ebullició d'un líquid pur (Tb) és la temperatura a la qual bull el líquid quan la pressió és P = 1 atm = 1,01325 bars.
Quan augmenta la pressió, la temperatura d'ebullició d'un líquid pur augmenta.
El punt crític d'una substància pura (P.C.), definit per uns valors de Pc, vc i Tc, és un punt característic on coincideixen les propietats del líquid saturat i del vapor saturat.

Per al cas de fluids no polars o dèbilment polars es pot calcular amb molta bona precisió mitjançant la correlació de Lee-Kesler en funció de Tr i el factor acèntric (w).
És un concepte no aplicable a una substància pura quan la temperatura és superior a la seva temperatura crítica (T > Tc).
És la pressió d'ebullició d'un líquid pur que es troba a una temperatura T donada.
Les energies estàtiques: estan emmagatzemades i són propietats del sistema on resideixen.

Etiquetas: