ECUACIONES PARA PROCESOS
Evaluación del cambio de entalpía utilizando capacidades caloríficas.
15 kmol/min. De aire se enfrían de 430°C a 100°C. Determine la velocidad requerida de eliminación del calor, utilizando: 1. Fórmulas de la capacidad calorífica usando la tabla B.2 y 2. Las entalpías específicas de la tabla B.8:
Eliminado los cambios de energía cinética, potencial y trabajo de bomba, el balance de energía queda:
Capacidad calorífica de una mezcla
Determine el calor necesario para llevar 150 mol/h de una corriente que contiene 60% de C2H6 y 40% de C3H8 por volumen de 0°C a 400°C. Determine la capacidad calorífica para la mezcla:
Determinación de la presión de vapor usando la ecuación de Antoine, y de Clausius-Clapeyron.
El acetato de etilo tiene una presión de vapor de 118.3 mmHg a 29.5°C y un punto de ebullición normal de 77.0°C. Determine la presión de vapor a 45°C utilizando: a) la ecuación de Antoine y las constantes de la tabla B.4 b) la ecuación de Clausius-Clapeyron y los dos datos puntuales dados; y c) la interpolación lineal entre los dos puntos dados. Suponiendo que la primera estimación es la correcta, calcule el porcentaje de error asociado con la segunda y tercera estimaciones.
Determinación de la presión de vapor usando la ecuación de Antoine, y de Clausius-Clapeyron, diagrama de Cox y el Manual de Perry.
Estime la presión de vapor de la acetona en mmHg a 50°C: a) a partir de los datos del Manual de Perry y la ecuación de Clausius-Clapeyron, b) mediante el diagrama de Cox y c) por la ecuación de Antoine, usando los parámetros de la tabla B.4.
Determinación de variables de humedad.
El último reporte del clima incluye la siguiente información: La temperatura es 78°F, la presión barométrica es de 29.9 pulgadas y la humedad relativa es 87%. Con esta información estime la fracción mol de agua en el aire, el punto de rocío en °F, la humedad molal, la humedad absoluta y el porcentaje de humedad del aire.
Determinación de variables de humedad y condensación.
El aire con humedad relativa de 50% se enfría de 90°C a 25°C a presión constante de 1 atmosfera.
-
Estime el punto de rocío y los grados de sobrecalentamiento del aire a 90°C.
-
Cuantos moles de agua se condensan por metro cúbico de aire alimentado.
-
Suponga que una muestra de aire a 90°C se coloca en una cámara cerrada de volumen variable que contiene un espejo y la presión se incrementa a temperatura constante hasta que se forma vaho sobre el espejo. A que presión en atmósferas se formará el vaho.
Ley de Henry y ley de Raoult
Un gas que contiene nitrógeno, benceno y tolueno está en equilibrio con una mezcla líquida de 40% en mol de benceno, 60% en mol de tolueno a 100°C y 1 atmósfera. Estime la composición de la fase gaseosa (fracciones molares) usando la ley de Raoult.
Ley de Henry y ley de Raoult
Utilice la ley de Raoult o la de Henry (la que considere más adecuada) para cada sustancia y calcule la presión y composición de la fase gaseosa (fracciones molares) de un sistema que contiene un líquido formado por 0.3% en mol de N2 y 99.7% en mol de agua en equilibrio con nitrógeno gaseoso y vapor de agua a 80°C.
Ley de Henry y ley de Raoult
La presión de un tanque que contiene metano y agua a 70°C es 10 atmosfera. A la temperatura dada, la constante de la ley de Henry para el metano es 6.66x104 atm/fracción molar. Estime la fracción molar del metano líquido.
Ley de Henry y ley de Raoult
Cuando el aire (21% mol de O2, 70% mol de N2) entra en contacto con 1,000 cm3 de agua líquida a la temperatura corporal de 36.9°C y 1 atmósfera absoluta, cerca de 14.1 cm3 estándar (TPE) de gas se absorben en el agua en equilibrio. El análisis subsecuente del líquido revela que 33.4% en mol del gas disuelto es oxígeno y que el balance es nitrógeno.
-
Estime los coeficientes de la ley de Henry (atm/fracción mol) para el oxígeno y el nitrógeno a 36.9°C.
-
Un adulto absorbe acerca de 0.4 g de O2/min en la sangre que fluye por sus pulmones. Suponiendo que la sangre se comporta como agua y llegue a los pulmones sin oxígeno, estime la velocidad de flujo de sangre hacia los pulmones en L/min.
-
La velocidad real de flujo de sangre hacia los pulmones es casi de 5 L/min. Identifique las suposiciones realizadas en los cálculos del inciso b que quizá ocasionen una discrepancia entre el flujo sanguíneo calculado y el real.
c)
Suposiciones:
(1) La solubilidad del oxígeno en la sangre es la misma que en el agua pura (de hecho, es mucho mayor);
(2) La temperatura de la sangre es 36.9 ° C.
