Sec. 2IV43

Delgado Brito leydi Laura Hernández Castro Oscar Piña Martínez Jessica Rodríguez Díaz Emersson OmarckSandoval Pineda Carlos Enrique

CAPITULO II, III Y IV FELDER

CAPITULO II, III Y IV FELDER

1. ¿Cuáles SON LAS UNIDADES DE LA GRAVEDAD ESPECIFICA?

R: Gravedad específica se define como el cociente de la densidad de una sustancia dada a la densidad de agua, cuando ambos están en la misma temperatura, es por lo tanto una cantidad sin dimensiones (ADIMENSIONAL).

2. La gravedad específica de un líquido es de 0.50. ¿Cuál es su densidad en g/cm '? ¿Cuál es su volumen específico en cm3/g? ¿Cuál es su densidad en Ibm/ft3? ¿Cuál es la masa de 3.0 cm3 de este líquido? ¿Qué volumen ocupan 18 g?

R: 0.50 g/cur'; 2.0 cm3/g' 31 lb,nlfP; 1.5 g; 36 cm3

3. Si las sustancias A y B tienen, ambas una densidad de 1.34 g/cm'', ¿tendrán la misma ma a 3 cm3 de A que 3 cm! de B?

R: Si

4. Si las sustancia A y B tienen, ambas una gravedad específica de 1.34, ¿tendrán 3 cm3 de A la misma masa que 3 cm3 de B? ¿Por qué no?

R: No; quizá e u aron densidades de referencia di tintas para cada uno.

5. Si congela una botella totalmente llena de agua ésta e rompe, pero si congela un recipiente de paredes flexibles perfectamente sellado y lleno de alcohol »-butllico, sus paredes se vuelven cóncavas. ¿Qué puede concluir sobre las densidades de las formas líquida y sólida de estas dos sustancias?

R: PH20(s) < PH20(Ij' P BAls) > Pt-.'l3A(I)

6. Diga si la den idad del mercurio líquido aumenta o disminuye al elevarse la temperatura. Justifique su respuesta empleando un termómetro para ilustrarla.

CAPITULO II, III Y IV FELDER

INTRODUCCION A LOS CALCULOS DE ING.

R: Cuando T aumenta, el mercurio del termómetro se expande. Por tanto a mayore temperatura la mi ma ma a ocupa un mayor volumen, indicando que la densidad del mercurio (= /I//V) disminuye.

AUTOEVALUACION

1. La velocidad de flujo másico del n-hexano (p = 0.659 g/cm'') en una tubería es 6.59 g/s. ¿Cuál es su velocidad de flujo volumétrico?

R: 10.0 cm3/s

2. La velocidad de flujo volumétrico del CCl4 (p = 1.595 g/crn ') en una tubería es 100.0 cm3/min. ¿Cuál es su velocidad de flujo másico?

R: 159.5 g/min

3. Suponga que un gas fluye a través de una tubería de forma cónica.

¿Cómo se comparan las velocidades de flujo másico del gas en la entrada y en la salida? (Recuerde la ley de conservación de la masa.) Si la densidad del gas es constante, ¿cómo se comparan las velocidades de flujo volumétrico en estos dos puntos? ¿Qué sucedería si la densidad disminuyera de la entrada a la salida?

R: Se comparan de Igual manera ambas velocidades. El volumen seria mayor

en la salida.

AUTOEVALUACION

1.- Una corriente de agua de flujo constante se vacía en una probeta graduada exactamente por 30 s. Durante este tiempo se recolectan 50 mL.

¿Cuál es la velocidad de flujo volumétrico de la corriente? ¿Y la velocidad de flujo másico?

R: 100/min; 100 g/min

2.- ¿Qué es un rotámetro? ¿Y un medidor de orificio?

R: Flujómetros

3.- Se obtiene la curva de calibración de un rotámetro (velocidad de flujo contra posición del flotador) empleando un líquido y se utiliza por error para medir la velocidad de flujo de un gas. La velocidad de flujo del gas determinada de esta manera, ¿será demasiado alta o demasiado baja?

R: Demasiado baja (el gas es mucho menos denso. de modo que debe fluir a una velocidad mucho mayor que el liquido para elevar el fletador a la misma posición).

AUTOEVALUACION

1. ¿Cuánto es un mol de una especie de peso molecular M, en términos de: (a) el número de moléculas: (b) la masa?

R: (a) 6.02 X 102) moléculas: (b) M gramos.

2. ¿Cuánto es una tonelada-mol de una especie?

R: El peso molecular de la especie expresada en tonelada.

3. ¿Cuántas lb-mol y lbrn de (a) H2 y (b) H contiene una lb-mol de H20?

R: (a) I lb-mol. 2 Ibm (b) 2 lb-mol. 2 Ibm

4. ¿Cuántos gramos-mol de C3H contienen 2 kmol de esta sustancia?

R: 2000

5. Se alimenta a un reactor con 100 kilogramos de hidrógeno molecular (H2) por hora. ¿Cuál es la velocidad de flujo molar de esta corriente en gramos-mol/hora?

R: 50 kmol/h

AUTOEVALUACION

Una solución con volumen V(L) contiene n(mol) de un soluto A con peso molecular MA(Ag/mol). En términos de V 11 Y MA:

1. ¿Cuál es la concentración molar de A?

R: l/IV (moVL)

2. ¿Cuál es la concentración másica de A? R: /M/V (giL)

En términos de CA (mol AIL) = Y CA(g A/L):

3. ¿Qué volumen de la solución contiene 20 mol de A? R: (20/C,,) (L)

4. ¿Cuál es la velocidad de flujo másico de A en una corriente cuya velocidad de-flujo volumétrico es 120 Llh?

R: (12Oc,,)g!h

AUTOEVALUACION

Se reporta que un líquido constituido por agua casi en 11 totalidad contiene 125 ppb de fenol (con ba e en masa).

1. ¿Cuál es la fracción másica de fenol en el líquido?

R: x = 125 X 10-9 kg C6HsmVkg líquido (o glg o Ibmllbm)

2. ¿Cuántos miligramos de fenol contiene un kilogramo del líquido?

R: 0.125 mg C6HSOH

3. ¿Cuál es la concentración aproximada de fenol en el líquido en gIL? R: 125 X 10-6 g C6HsOHlL. (Densidad de la solución - I kgIL.)

AUTOEVALUACION

1. Defina (a) la presión de un fluido que corre por una tubería, (b) la

presión hidrostática, y (e) la cabeza de WI fluido correspondiente a una presión dada.

R: Vea las figuras 3.4-1 y 3.4-2 Y la ecuación 3.4-2.

2. Considere el tanque de la figura 3.4-1. ¿Dependerá la presión sobre el tapón de la altura a la cual se encuentra la abertura en el tanque? (Indicación: Sí.) ¿Por qué? ¿E pera ría que la presión en la parte superior fuese muy distinta de la presión en la parte inferior si el fluido fuera aire? ¿Qué hay del agua? ¡, Y del mercurio?

R: La presión del fluido es mayor en el fondo que en la parte superior (efecto de cabeza hidrosrática). No. Quizá.. (Las respuestas dependen del tamaño del tanque.)

3. Suponga que la presión en el tanque de la figura 3.4-1 es 1300 mm Hg. ¿Indica algo e te dato respecto a la altura del tanque? Si le dieran el área del orificio (p. ej .. 4 cm/), ¿cómo calcularía la fuerza necesaria para mantener el tapón en el hoyo?

R: Convertir 1300 mm Hg a (por ejemplo) dinaslcm2, luego multiplicar por 4 cm2

para calcular F(dinas).

4. Suponga que la presión en un punto dentro de una columna de mercurio en un tubo es 74 mm Hg. ¿Cuál es la presión 5 mm por debajo de este punto? (Si tarda más de un Segundo en responder este problema es probable que lo haya resuelto mal.)

R: 79 mm Hg

AUTOEVALUACION

1. La presión atmosférica. ¿es siempre igual a 1 atm?

R: En CNPT Si

2. ¿Qué es la presión absoluta? ¿Y la manométrica? R: Presión en relación con el vacío; presión en relación con la presión atmosférica.

3. La presión manométrica de un gas es -20 mmHg en un punto donde la presión atmosférica es 755 mm Hg. ¿De qué otra manera e puede expresar la presión de un gas en término de mmHg? Mencione dos

valores.)

R: 755 mm Hg (absolutas): 20 mm Hg de vacío.

4. Una columna de mercurio está abierta y en contacto con la atmósfera un día en el cual la presión atmosférica e 29.9 in. Hg. ¿Cuál. será la presión manométrica 4 pulgada por debajo de la superficie? ¿Y la presión absoluta? (Dé las respuestas en in. Hg.)

R: 4 in. Hg: 33.9 in. Hg

CAPITULO 4

AUTOEVALUACION

Se desea escribir lo balances para cada lUla de la cantidades siguientes de

Un proceso continúo. Indique en cada caso. las condiciones bajo las cuales

La ecuación de balance toma la forma simple "entrada = salida' . (Las Soluciones de las dos primeras partes se dan como ilustraciones.)

l. Masa total. (Estado estacionario)

R: 2. Masa de la especie A. (Estado estacionario. A no es reactivo) 3. Moles totales.

R: (4 mol de H20 producidos)/(6 mol de O2 consumido)

4. Moles de la especie A.

5. Volumen. (La respuesta indica por qué lo volúmenes deben convertirse la masa o moles antes de escribir los balances.

AUTOEVALUACION

A continuación se muestran diversas corrientes de proceso conocidas.

Calcule las incógnitas indicadas en términos de las variables conocidas de

La corriente. La solución del primer problema se da como ilustración.