1.2.4. Calores de combustión.

CALORES DE COMBUSTIÓN.

 

Un cuerpo de masa (m) puede variar su temperatura inicial mediante un fenómeno térmico si absorbe o cede cierta cantidad de calor (Q). Al considerar que la energía no puede ser creada ni destruida de acuerdo con la ley de conservación de la energía, entonces la energía absorbida (o cedida) por un cuerpo debe, en principio, ser cedida (o absorbida) por otro cuerpo. En estos procesos de emisión y absorción de energía desempeña un papel muy importante el proceso de combustión, ya que en un número considerable de fenómenos térmicos se logra el desprendimiento de energía de los cuerpos, mediante su combustión.

 

Durante la combustión de los cuerpos, el desprendimiento de calor se realiza de forma diferente de acuerdo con las características físicas y químicas del cuerpo en cuestión. Una magnitud que permite caracterizar cuantitativamente el desprendimiento de calor de los cuerpos durante la combustión, es el denominado calor específico de combustión, que se representa con la letra l.

 

Se define el calor específico de combustión (l) como la cantidad de calor (Q) que cede la unidad de masa del cuerpo al quemarse totalmente. El calor específico de combustión (l) se expresa en unidades de energía (J) por unidades de masa (kg) y depende del tipo de combustible. Iguales masas de combustibles diferentes, desprenden diferentes cantidades de calor (Q) al quemarse totalmente. De otro modo, masas diferentes del mismo combustible desprenden, también, diferentes cantidades de calor (Q). La cantidad de calor (Q) desprendida por cierta masa (m) de combustible, al quemarse totalmente, puede ser calculada mediante la fórmula: Q = l m.

 

El calor específico de combustión generalmente se relaciona con los materiales considerados como combustibles tradicionales (petróleo, carbón, alcohol, leña, etc.), pero también puede ser asociado con los combustibles alternativos; por lo que es importante conocer las potencialidades combustibles de diferentes materiales que no se emplean con frecuencia en la combustión, mediante el conocimiento de sus calores específicos de combustión.

Para poder apreciar con más claridad las potencialidades combustibles de los materiales que se emplean en la combustión para lograr el desprendimiento de energía térmica, resulta posible iniciar el análisis con el conocimiento de los calores específicos de combustión de dichos materiales (ver tabla).

Tabla comparativa con los calores específicos de combustión

de diversos materiales que pueden ser empleados como combustibles

en procesos térmicos, donde sea necesario liberar energía en forma de calor.

 

Material combustible

Calor especifico de combustión(MJ/kg)

Hidrógeno

Gas metano

Gasolina

Petróleo crudo

Queroseno

Carbón

bituminoso

Antracita

Coque

Alcohol etílico

Carbón vegetal

Alcohol metílico

Madera de pino

Cascarón de coco

Turba seca

Leña seca

Turba húmeda

Aserrín seco

Cáscara de arroz

Lignito

Bagazo

de caña seco

Leña verde

Planta

de maíz seca

Aserrín húmedo

142

55

47

47

46

36

 

35

34

30

30

22

21

20

20

18

16

15

15

13

9

 

9

9

 

8

 

                 

               

Cuando se estudian los valores relativos a los calores específicos de combustión de los combustibles, se pueden extraer algunas conclusiones de relevante importancia para lograr mayor eficiencia en su empleo.

 

Resulta interesante apreciar cómo el calor de combustión de la leña seca es el doble del correspondiente a la leña verde. Este hecho nos conduce a concluir que si cierta masa (m) de leña húmeda desprende una cantidad de calor (Q) al quemarse totalmente, entonces, cuando quemamos una masa (m/2) de leña seca podemos obtener la misma cantidad de calor. En otras palabras, al utilizar la leña seca se ahorra la mitad de la madera que se quema. Esto nos indica que durante la utilización de la madera como combustible siempre será más conveniente emplear la leña seca, en consideración a su calor de combustión. En los fogones que emplean leña se puede incrementar la eficiencia de estos, mediante la sustitución del empleo de la leña verde por leña seca.

Si por otro lado se comparan los valores del calor de combustión del carbón vegetal y de la leña seca, se puede concluir que el valor del primero es aproximadamente 1,7 veces mayor. De aquí que la opción de utilizar el carbón vegetal en sustitución de la leña no sea despreciable en términos de eficiencia. Por otra parte, la combustión del carbón vegetal resulta mucho menos contaminante que la combustión de la leña seca. Estos datos demuestran que en lugar de continuar el empleo de la leña en los fogones, sería recomendable incrementar la fabricación del carbón, que es más eficiente por su potencia calorífica y más ecológica como combustible
 
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