4.1 EVAPORADORES DE SIMPLE EFECTO

TERMODINÁMICA DEL EQUILIBRIO
EVAPORADORES DE SIMPLE EFECTO
4.1 EVAPORADORES DE SIMPLE EFECTO
ILUSTRACIÓN. Calor de mezcla
Se tiene una cámara de mezclado con 1.70 kg de agua a 25ºC que reciben
0.30kg de sal de LiCl también a 25ºC. Si el mezclado se efectúa a temperatura
constante, evaluar el efecto calorífico en este sistema.
Solución.
Para establecer las propiedades de los compuestos iniciales y solución
resultante podemos consultar la Gráfica 12.14 del texto de Smith et al (2005)
Fuente: Smith et al (2005)
Esta gráfica es diferente de la mostrada en ilustraciones anteriores ya que no se
refiere a la entalpía de la solución vs diferentes composiciones de mezcla, sino
al Calor Liberado al mezclar un determinado número de moles de solvente por
cada mol de soluto. En este caso moles de agua por cada mol de LiCl.
Entonces, lo primero que tenemos que hacer es calcular los moles involucrados
en este proceso:
0.30 kg LiCl 15% peso LiCl
1.70 kg H2O 85% peso H2O
2.00 kg sln 100% peso sln
Ing. Federico G. Salazar
7.077 mol LiCl 1 mol LiCl
94.366 mol H2O 13.33 mol H2O
101.443 mol sln 14.33 mol sln
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TERMODINÁMICA DEL EQUILIBRIO
EVAPORADORES DE SIMPLE EFECTO
De la gráfica leemos que 13.33
moles de agua a 25ºC al disolver
un mol de LiCl a 25ºC liberan 33.8kJ/mol de calor.
La solución resultante a 25ºC
corresponde a 2 kg de mezcla al
15% peso de LiCl que libera 239.25
kJ
de
calor
para
mantenerse isotérmica.
ILUSTRACIÓN. Calor de evaporación
Se tiene un evaporador de simple efecto que contiene 2.00 kg de una solución
al 15% de LiCl en H2O a 25ºC. Si se deseara separar completamente ambas
sustancias, calcular el calor requerido, asumiendo que el proceso se pudiera
llevar a 25ºC por efecto de una operación a una presión de vacío determinada.
Solución.
Como podemos ver, las condiciones de este proceso son exactamente las de la
ilustración anterior solo que en sentido opuesto. En vez de mezclar deseamos
separar.
Dado que ya sabemos la cantidad
de calor que se liberaría por la
mezcla isotérmica, esta cantidad
corresponde al calor requerido para
separar
ambas
sustancias,
solamente que con signo opuesto.
Es decir, la cantidad de calor
requerida por un evaporador de
simple efecto operando a 25ºC
sería de +239.25 kJ
Consiste este procedimiento en un método de cálculo indirecto, haciendo la
suposición de que se puede efectuar la evaporación en forma exactamente
inversa al proceso de mezclado. Posiblemente en la práctica esto no sea
totalmente cierto pero como método de cálculo es válido.
EJERCICIO. Se sugiere revisar el Ejemplo 12.5 del texto de Smith et al (2005)
en donde se utiliza este procedimiento.
Ing. Federico G. Salazar
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