ecuación de la combustión

Estudio de la ecuación de combustión de la combustión completa de un hidrocarburo aplicada al control de la contaminación de motores.

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Partimos de la fórmula genérica de la combustión completa de los alcanos:

CnH(2n+2) + (3n+1)/2*(O2+3.76N2) –> nCO2 + (n+1)H2O+(3n+1)/2*3.76N2

1) Estudio de volumen de la ecuación de combustión completa:

Considerando los gases de escape en CNPT.
1 25 de gas mol L =
Hablemos de la combustión de un mol de combustible CnH (2n + 2)

Por tanto, la ecuación anterior nos da el escape:
25n L CO2
25 (n + 1) L H2O
25 (3n 1 +) / 2 3.76 * L N2

Un total de 25n 25 + (n + 1) + 25 (3n 1 +) / * 2 3.76 25 = (7.64n 2.88 +) = n + 191 72 L de gas.

Nota: Para n = 0 los 72 L corresponden al mol de H2O y a los 1.88 moles de N2 resultantes de la combustión de hidrógeno puro.

Para un alcano dada por lo que tenemos, respectivamente:

25n / (191n 72 +)% de CO2
25 (n + 1) / (191n 72 +)% de H2O
(25(3n+1)/2*3.76)/(191n+72) % de N2

Una división por 25 simplificar las fórmulas.

Esto es válido en el caso de combustión completa (sin creación de CO o partículas) e ideal (sin creación de Nox)

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2) Estudio de masas de la ecuación de combustión completa:

Estudiemos los rechazos masivos de la ecuación completa.

[CO2]=12+2*16=44 g/mol
[H2O] = 2 1 * + = 16 18 g / mol
[N2] = 2 14 * = 28g / mol

El cálculo sobre el N2 es inútil en el caso de una combustión ideal (no creación de Nox) ya que este elemento no interviene, es un gas inerte.

por lo tanto, las masas respectivas serían:
para CO2: 44n
para H2O: 18 (n + 1)

Aplicación a gasolina (octano puro). n = 8
[C8H18] = 8 12 * + = 18 1 114 * g / mol.
La masa de CO2 liberada por mol de octano consumido es: 44 * 8 = 352 g.
La masa de H2O liberada por mol de octano consumido es: 18 (8 + 1) = 162 g.
La relación entre el consumo de gasolina y las emisiones de CO2 es 352/114 = 3.09

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Como la unidad de volumen es más común cuando se habla de combustible, es preferible convertir esta relación a gramos de CO2 por litro de gasolina consumido.

Sabiendo que la densidad de la gasolina es de 0.74 kg / ly que 1 gramo de gasolina quemado rechaza 3.09 gramos de CO2, se obtiene: 0.74 * 3.09 = 2.28 kg de CO2 por litro de gasolina quemado.

Estos 2.28 kg ocupan un volumen de 2280/44 * 25 = 1295 L de CO2 liberado por litro de gasolina consumido.

Lo mismo ocurre con el H2O: la relación entre el consumo de gasolina y las emisiones de CO2 es 162/114 = 1.42
por tanto: 0.74 * 1.42 = 1.05 kg de H2O por litro de gasolina quemado.

Conclusión

Por tanto, un vehículo que consuma 1 L de gasolina rechazará un poco más de un kilo de agua y 2.3 kg de CO2.

El agua se condensará con bastante rapidez directamente o en forma de nube y volverá a caer en forma líquida con bastante rapidez (porque no debemos olvidar que el vapor de agua es un muy buen gas de efecto invernadero, mucho más "poderoso" que el agua. CO2), este no es el caso del CO2, que tiene una vida útil de alrededor de 100 años.

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Para otros combustibles, simplemente reemplace la n con el combustible usado. Por ejemplo, el gasóleo se compone de alcanos que tienen una n que varía entre 12 y 22. También sería interesante calcular las emisiones de CO2 en comparación con la energía suministrada por un combustible determinado. Este puede ser el tema de otra página.

De todos modos, un artículo seguirá con el estudio de la combustión incompleta (creación de CO) y no ideal (creación de Nox)

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