Estimation of energy to be supplied from an external source to heat or to compress alcohols (C3-C12) in gas phase

Abstract

In-process energy expenditure is cutting-edge research in the general field of energy application. In this paper, the amount of energy for heating or compressing a system in gas phase was estimated by using the thermodynamic equations. Firstly, the systems were chosen and among the alcohols, we used them from C3 to C12 to discuss the effect of the number of carbons atoms in the chain. Secondly, the Peng-Robinson equation represented the pVT system behavior. Also, influences of the level in temperature and pressure was analyzed. The results show that the energy expended for isobaric heating was very similar in value regarding the pressure range (1-20 atm). The number of carbons in the chain had significant influence on the heating result of alcohols, as well as in the solution of integral of pdV. For isothermic compression, when the process occurred at low pressures (1 to 5 atm), the amount of spent energy was practically constant for all alcohols studied. Furthermore, for the same pressure range, as the temperature increases, the energy required to compress increases. Because there is no influence of the pdV term, internal energy change could be considered as the same of spent energy in the process. The main conclusions drawn from this work will be helpful for future development of efficient equipment such as combustion engines.

El gasto de energía en proceso es una investigación de vanguardia en el campo general de la aplicación de la energía. En este trabajo se estimó la cantidad de energía para calentar o comprimir un sistema en fase gaseosa utilizando las ecuaciones termodinámicas. En primer lugar, se eligieron los sistemas y entre los alcoholes los usamos de C3 a C12 para discutir el efecto del número de átomos de carbono en la cadena. En segundo lugar, la ecuación de Peng-Robinson representó el comportamiento del sistema pVT. Además, se analizó la influencia del nivel en la temperatura y la presión. Los resultados muestran que la energía gastada para el calentamiento isobárico fue muy similar en valor con respecto al rango de presiones (1-20 atm). El número de carbonos en la cadena tuvo influencia significativa en el resultado de calentamiento de los alcoholes, así como en la solución de integral de pdV. Para la compresión isotérmica, cuando el proceso ocurrió a bajas presiones (1 a 5 atm), la cantidad de energía gastada fue prácticamente constante para todos los alcoholes estudiados. Además, para el mismo rango de presión, a medida que aumenta la temperatura, aumenta la energía para comprimir. Debido a que no hay influencia del término pdV, el cambio de energía interna podría considerarse como el mismo de la energía gastada en el proceso. Las principales conclusiones extraídas de este trabajo serán de gran ayuda para el desarrollo futuro de equipos de eficiencia como los motores de combustión.