LA COMBUSTIÓN

LA COMBUSTIÓN

Combustibles.	Formula semidesarrollada.	Calor de combustión (KJ/mol)
Gasolina	C8H18	47
Gas natural	CH3-CH2-CH2-CH2	-2877.5
Metano	CH4	891.19
Etano	CH3- CH3	488.76
Metanol	CH3-OH	-239.03
Etanol	CH3- CH2-OH	-366.9
Hidrogeno	H2	0.0
Amoniaco	NH3	-45.92
Hidracina	NH2—NH2	142
Octano	CH3-(CH2)6-CH3	-250

¿A que se le llama combustión?

Una combustión es toda reacción creada entre el material combustible y el comburente, activados por una cierta cantidad de energía, creando y desprendiendo calor, llamado reacción exotérmica.
Los materiales sólidos,  sufren una destrucción de su estructura molecular cuando se eleva la temperatura, formando vapores que se oxidan durante el proceso de combustión.
Los materiales líquidos, en contacto con la cantidad de energía necesaria se vaporizan mezclándose con el comburente (oxígeno) para dar paso a la llama creándose así el inicio del incendio. 

Las combustiones dependiendo de la velocidad de propagación, se pueden clasificar en varios tipos:

Combustiones lentas:

Las combustiones lentas no producen emisiones de luz generando poca emisión de calor. Se suelen producir en lugares poco ventilados con escasez de comburente o sobre combustibles muy densos. Se trata de fuegos muy peligrosos ya que al darse en condiciones de poca aireación cuando entra aire nuevo en la habitación se produce un aumento del comburente activando el incendio rápidamente.

Rápidas:

En las combustiones rápidas se produce una gran emisión de calor y luz con un fuego intenso. Si una combustión es muy rápida se puede producir una explosión. Las explosiones se consideran combustiones instantáneas.

Podemos distinguir entre dos tipos de explosiones:

- Deflagración: La velocidad de propagación del frente de llamas no supera la velocidad del sonido.

- Detonación: Una detonación se da cuando la velocidad de propagación del frente de llamas es superior a la velocidad del sonido (340 m/s).

¿Qué es el calor de combustión?

La cantidad de calor (Q) se define como la energía cedida o absorbida por un cuerpo de masa (m), cuando su temperatura varía en un número determinado de grados. La cantidad de calor (Q) está relacionada directamente con la naturaleza de la sustancia que compone el cuerpo. La dependencia de la cantidad de calor con la naturaleza de la sustancia se caracteriza por una magnitud denominada calor específico de la sustancia. 

El calor específico de la sustancia se representa con la letra C y se define como la cantidad de calor requerida por la unidad de masa de una sustancia para variar su temperatura en 1 °C. El calor específico (C) se expresa en unidades de energía [joule (J), kilocaloría (kcal), caloría (cal), etc.)] por unidades de masa [(gramo (g), kilogramo (kg), libra (lb), etc.] y temperatura [grado centígrado (°C)]. 

La fórmula que permite determinar la cantidad de calor (Q) cedida o absorbida por un cuerpo de masa (m) y calor específico (C), cuando su temperatura inicial (ti) varía hasta la temperatura final (tf,), se puede calcular mediante la fórmula: Q = C m (tf - ti ).

En esta fórmula, el resultado numérico de la cantidad de calor (Q) se expresa en unidades de energía: J, kcal o cal. A partir de esta fórmula es posible apreciar que la cantidad de calor (Q) es directamente proporcional a la masa (m) del cuerpo, su calor específico (C) y a la diferencia de temperaturas: (tf - ti).

¿Cómo se mide el calor de combustión?

La unidad de emplea para medir la cantidad de calor desarrollada en la combustión se le denomina poder calorífico.

Se entiende por poder calorífico de un combustible completa de un kilogramo de esa sustancia. Tal unidad de mide en Cal/kg de combustiblke.

¿De qué manera se puede explicar las diferencias, si es que hay, de los calores de combustión del metano y el octano?

La combustión del metano es la reacción  principal que tiene lugar al quemar gas natural. Es casi innecesario hacer hincapié en su importancia en áreas donde se dispone de este gas; el producto importante no es el dióxido de carbono ni el agua, sino el calor.     

El calor de combustión de Octano es de 47.8 KJ/g. Su uso tradicional importante es la lubricación. Prácticamente no hay artefacto en el que haya piezas móviles en contacto y en donde la fricción no desgaste las partes den contacto, donde no deba, para vencer la fricción, consumirse más energía de la teóricamente necesaria, agregarse dispositivos para disipar el calor generado por esta pérdida de energía

Reacción de combustión del gas butano y butanol.

Gas butano.

2C4H10(g) + 13O2(g) -------------à 8CO2(g) + 10H2O(g)

Etanol

C2H5OH + 3O2 --------à 2CO2 + 3H2O

El mejor combustible es el gas butanol.

Es una de las varias e importantes fuentes de energía no renovables formada por una mezcla de gases ligeros que se encuentra en yacimientos de petróleo, disuelto o asociado con el petróleo o en depósitos de carbón. Aunque su composición varía en función del yacimiento del que se saca, está compuesto principalmente por metano en cantidades que comúnmente pueden superar el 90 ó 95%, y suele contener otros gases como nitrógeno, CO2, H2S, helio y mercaptanos.
Algunos de los gases que forman parte del gas natural cuando es extraído se separa de la mezcla porque no tienen capacidad energética

Una ventaja del gas es que (siempre que no tenga impurezas importantes) es muy limpio y no contamina (su combustión sólo emite vapor de agua y CO2, y ninguno de los dos son contaminantes).Tiene también la ventaja de poseer un poder calorífico muy elevada (gran capacidad para producir calor por cada unidad de masa del combustible), y que su combustión es muy eficiente debido a que se mezcla casi instantáneamente con el aire en las cámaras de combustión.