11.6: Temperatura de llama adiabática
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Con unas simples aproximaciones, podemos estimar la temperatura de una llama formada en una mezcla gaseosa que fluye de oxígeno o aire y un combustible. Tratamos un segmento móvil de la mezcla de gases como un sistema cerrado en el que la temperatura aumenta a medida que se produce la combustión. Suponemos que la reacción ocurre a una presión constante igual a la presión estándar, y que el proceso es adiabático y el gas es una mezcla ideal-gas.
El principio del cálculo es similar al utilizado para un calorímetro de presión constante como se explica por las trayectorias mostradas en la Fig. 11.11. Cuando la reacción de combustión en el segmento de gas alcanza el equilibrio de reacción, el avance ha cambiado\(\Del\xi\) y la temperatura ha aumentado de\(T_1\) a\(T_2\). Debido a que se supone que la reacción es adiabática a presión constante,\(\Del H\expt\) es cero. Por lo tanto, la suma de\(\Del H(\tx{rxn},T_1)\) y\(\Del H(\tx{P})\) es cero, y podemos escribir\ begin {ecuación}\ Del\ xi\ Delsub {c} H\ st (T_1) +\ int_ {T_1} ^ {T_2}\! C_p (\ tx {P})\ dif T = 0\ tag {11.6.1}\ end {ecuación} donde\(\Delsub{c}H\st(T_1)\) está la entalpía molar estándar de combustión a la temperatura inicial, y\(C_p(\tx{P})\) es la capacidad calorífica a presión constante de la mezcla de productos.
El valor de\(T_2\) eso satisface la Ec. 11.6.1 es la temperatura estimada de la llama. El problema 11.9 presenta una aplicación de este cálculo. Varios factores hacen que la temperatura real en una llama sea menor: el proceso nunca es completamente adiabático, y en la alta temperatura de la llama puede haber disociación del producto y otras reacciones además de la reacción de combustión principal.