Este documento describe métodos para calcular capacidades caloríficas. Explica la regla de Kopp, que establece que la capacidad calorífica de un compuesto es la suma de las capacidades de sus elementos constituyentes. También cubre cómo calcular capacidades caloríficas para mezclas usando las fracciones molares de cada componente. Por último, presenta un ejemplo numérico de calcular la velocidad de entrada de calor requerida para calentar una mezcla de gas.

1. Calculo de Las Capacidades
Caloríficas
Cálculos Básicos II

2. Regla de Kopp
• Se aplica cuando no se tienen formulas tabuladas.
• Es un método empírico simple, para calcular la
capacidad calorífica de un solido o liquido a 20 C.
• “La capacidad calorífica (Cp) de un compuesto
es igual a la suma de la capacidad calorífica de
los elementos que lo constituyen".

3. Regla de Kopp
• (Cp) XY = (Cpa) X + (Cpa) Y
• Ej
• (Cp) Ca(OH)2 = (Cpa) Ca + 2 (Cpa) O + 2 (Cpa) H
• = [26 + 2 (17) + 2 (9,6)] (J/mol . C)
• = 79 (J/mol . C)

4. Capacidades Caloríficas atómicas para la regla de Kopp
Elemento Sólidos (J/mol . C) Liquido (J/mol . C)
C 7.5 12
H 9.6 18
B 11 20
Si 16 24
O 17 25
F 21 29
P 23 31
S 26 31
Todos los demás 26 33

5. Si se desea calcular el ∆H asociado con un ∆T de una mezcla
de sustancias. Se aplican las siguientes reglas:
• Regla 1: Para una mezcla de gases o líquidos, calcula el
cambio de entalpia total como la suma de los cambios
de entalpias para los componentes puros de la mezcla.
• Regla 2: Para soluciones altamente diluidas de sólidos o
gases en líquidos, desprecia el cambio de entalpia del
soluto.

6. Simplicado el calculo de Cp de una mezcla es:
• Cpm (T) = ∑ yi Cpi (T)
• Cpm = Capacidad Calorifica
• Yi = fraccion mol o en masa del i-esimo del componente
• Cpi = Capacidad Calorifica del i-esimo del componente
Una vez encontrado Cpm , se puede encontrar ∆H para un ∆T de T1 a T2:
∆H =

7. Balance de Energía para sistemas de
una fase
• Diagrama de flujo
• Selección de estado de referencia
• Si hay (Cp) promedio de un componente, seleccionar la T de
referencia.
• Preparar una tabla, con las cantidades de los
componentes, entalpias especificas para todos los flujos de entrada
y salida.
• Ejemplo:
• Se desea calentar desde 20 a 300 C un flujo que contiene 10% en
volumen de CH4 y 90% en volumen de aire. Calcula la velocidad
de entrada de calor requerida en (Kw) si la velocidad de flujo del
gas es 2 * 10^3 L (STP)/min.

8. Diagrama de flujo

9. Recuerda que si se especifica la velocidad de flujo en L
(STP)/ min, esto no quiere decir que la P y T también
estén en condiciones estándar, simplemente es para
indicar el flujo molar

10. La Ep = Ec = W = 0; el balance de energia es Q = ∆H.
La tarea es hallar ∆H = ∑salida nH - ∑entrada nH
Seleccionemos las siguientes condiciones de referencia para las dos
sustancias:
Sustancia Estado Temperatura Presión H inicial
Metano Gas 20 C 1 atm 0
Agua Gas 25 C 1 atm A calcular

11. Tabla con los valores a encontrarse:
Sustancia N entrada H entrada N salida H salida
(mol/min) (J/mol) (mol/min) (J/mol)
Metano 8,93 0 8,93 12 090
Agua 80,4 -145 80,4 8 170
n Aire = 89.3 – 8.93 = 80.4 mol aire/ min