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BT201

20/10/2022

Biochemical Process Calculations

Energy Balance on closed and open system

Energy balance for closed and open system

Based on Conservation of energy

Energy can neither be created nor be destroyed

Energy gained by a system must be exactly equal to the amount of energy lost by its

surrounding

First law of thermodynamics

Only system that are homogeneous, not charged effects will be studied here

Points to be remember

Heat:

For adiabatic process (perfect insulation), Q=0

Work:

Movement of system boundary against a resisting force

Movement of piston, rotation of shaft

If there is no moving part, then W=0

Kinetic energy

If system is not accelerating , then KE=0

Potential energy

If the system is not falling or rising, then PE=0 w.r.t reference

Internal energy

Depends on the chemical composition, state of aggregation and temperature of the system

Independent of pressure for ideal gases and nearly independent of pressure for solids and liquids

If T and phase do not change, no reaction occurs and pressure change is less than a few atm,

then ΔU=0

Energy balance on closed system

No mass flows in or out of the system

Energy balance equation

Rate of Accumulation of energy =rate of input of energy – rate of output of energy

Energy can transfer, so input and output terms exist

Energy transferred in the form of heat (Q) and work (W)

Accumulation : difference between the final and initial energies of the system

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