Anexo - Etapa 5 - Balance de Energía

ANEXO

 Etapa 5

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 Balance de energía

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Esta actividad está diseñada para la consolidación de conocimiento, teniendo en cuenta la Unidad 3 – balance de energía, en el que realizarán los ejercicios propuestos a continuación:

1. Definir los siguientes conceptos: -

Energía Calor de vaporización. Entalpía. Trabajo Balance de energía

2. En el rango de 0° a 98°C 98 °C el alcohol etílico tiene un calor específico de 0,68 cal/g°C; determine la cantidad de calor requerida para calentar un litro de 10° a 48°C, siendo su peso específico 0,79.

3. ¿Qué cantidad de calor se necesita extraer de 125 gramos de agua, para enfriarla en 1°C?

4. Determine el calor generado al combustir en condiciones normales y en cantidades estequimétricas 1 mol de CO. 5. Determine el cambio de calor, cuando se combuste incompleta o parcialmente, en condiciones normales y cantidades estequimétricas, 1 gmol de carbón.

6. Se alimenta agua a 25°C a un tanque abierto calentado a una velocidad de 10kg.h-1. El agua en estado líquido abandona el tanque a 88°C a una velocidad de 9 kg.h-1 y el resto, 1 kg.h-1, se pierde en forma de vapor de agua. En estado estacionario, ¿cuál es la velocidad de entrada de calor al sistema?

7. En el proceso de recuperación del ácido glucónico, el caldo de fermentación concentrado, con un contenido del 20% en peso de ácido glucónico, se enfría en un cambiador de calor como paso previo a su cristalización. Para ello deben enfriarse hasta 6°C, 2000 kg.h-1 de líquido a 90°C que procede de un evaporador. El enfriamiento se alcanza intercambiando calor con 2700 kg.h-1  de agua que se encuentra inicialmente a 2°C. si la temperatura final del agua de refrigeración es de 50°C, ¿cuál es la velocidad de pérdida de calor de la disolución de ácido glucónico hacia los alrededores? Supóngase que la capacidad calorífica del ácido glucónico es 0,35 cal.g-1 °C-1.

8. El ácido fumárico se produce a partir del ácido málico utilizando una enzima, fumarasa. Calcular el calor estándar de reacción para la siguiente transformación enzimática: 4605 → 444 + 20

(ácido málico)

(ácido fumárico)

9. El ácido cítrico se fabrica utilizando un cultivo sumergido de Aspergillus niger   en un reactor discontinuo que opera a 30°C. en un periodo de dos días se comsumen 2500kg de glucosa y 860 kg de oxígeno y se producen 1500kg de ácido cítrico, 500 kg de biomasa y otros productos. Como fuente de nitrógeno se utiliza amoniaco. La potencia suministrada para la agitación mecánica del caldo es aproximadamente 15kW. En dicho periodo se evaporan aproximadamente 100 kg de agua. Calcular la refrigeración que se necesita.

10. Un material en reposo con masa 1kg y calor específico 0.8cal/g°C cae en el vacío y al chocar contra una superficie sólida eleva su temperatura 1°C. a. ¿De qué altura cayó el material? b. ¿Qué velocidad alcanzó el material justo antes de chocar?