Deber-1-Concentraciones Masicas y Molares -Difusión Equimolar y en b No Difusivo

Transferencia de Masa I Deber #1 Fecha de envío: 20 de abril de 2015 Fecha de entrega: 27 de abril de 2015

Ejercicio 1 Se va a llevar gas natural líquido, GNL, de la Península de Kenai, en Alaska, a un lugar de la Bahía Yakina, en Oregon, por medio de un transporte marítimo. La composición molar del GNL comercial es: Metano 94.9% Etano 4.0 % Propano 0.6 % Dióxio de carbono 0.5 %

Determine: a) b) c) d)

La fracción de peso de metano El peso peso molecular molecular medio medio de la mezcla mezcla La densidad de la mezcla gaseosa cuando se calienta a 193 K y 1.013 X 10 5 Pa La presión parcial del metano cuando la presión total del sistema es de 1.013 X 105 Pa e) La fracción de masa del propano en ppm

Ejercicio 2 En un recipiente de 30 m 3 hay aire a 400 K y 1 atm de presión. Determine las siguientes propiedades de la mezcla gaseosa a) Fracción molar de O 2 b) Fracción volumétrica volumétric a de O 2 c) Peso de la mezcla d) Densidad de la masa de O 2 e) Densidad de la masa de N 2 f) Densidad de la masa de aire g) Densidad molar del aire h) Peso molecular de la mezcla i) Presión parcial N2

Ejercicio 3 Usando solamente las definiciones de concentración y pesos moleculares demuestre en el caso de una mezcla binaria de A y B, que

a) La fracción de masa se relaciona con la fracción molar por medio de la ecuación   =

     +  

b)  =

   (   +   )2

Ejercicio 4 Se difunde amoniaco gaseoso a través de N 2 en estado estacionario, donde N 2 es el gas que no se difunde, puesto que es insoluble en uno de los límites. La presión total es 1 atm y la temperatura es 298 K. La presión parcial de NH 3 en un punto es 1.333x10 4 Pa y en el otro punto, situado a 20 mm es de 6.666 X 10 3 Pa. El valor de D AB para la mezcla es 2.30 X10 -5 m2/s. Calcule flujo especifico de NH 3 en Kg-mol/ s m 2 Ejercicio 5 Por un canal de irrigación subterráneo cubierto fluye agua a 25 °C. Cada 100 pies hay una línea de ventilación de 1.0 plg de diámetro interno y 1 pie de longitud que sale a la atmosfera a 25 °C. Hay diez líneas de ventilación en el canal que tiene una longitud de 1000 pies. Se puede suponer que el aire exterior está seco. Calcule la pérdida total de agua por evaporación en lb/día. Suponga que la presión parcial del vapor de agua en la superficie de la misma es su presión de vapor 23.76 mmHg 25 °C. Use difusividad de tablas. Ejercicio 6 Se verifica una transferencia de masa de una esfera de naftaleno con radio igual a 10 mm. La esfera está en un gran volumen de aire en reposo a 52.6 °C a 1 atm de presión. La presión de vapor del naftaleno es 1 mmHg. La difusividad del naftaleno en aire a 0 °C es 5.16 x10-6 m2/s. Calcule la velocidad de evaporación del naftaleno en Kg-mol/s m 2. Para realizar la corrección de temperatura utilice el factor de la ecuación de Fuller. Ejercicio 7 Una gota de tolueno líquido se mantiene una temperatura uniforme de 25.9 °C y se suspende en el aire mediante un alambre fino. El radio inicial es 2 mm. La presión de vapor del tolueno a 25.9 °C es 3.84 kPa y la densidad del tolueno líquido es 866 kg/m 3 a) Deduzca la ecuación para predecir el tiempo que tarda la gota en evaporarse completamente en un gran volumen de aire inmóvil b) Calcule el tiempo en segundos en que tarda la evaporación completa.

Ejercicio 8  A través de un tubo recto de vidrio de 2 pies (0.61 m) de longitud con diámetro interno de 0.008 ( 24.4 mm) se produce una contra difusión de amoniaco gaseoso (A) y nitrógeno gaseoso (B) a 298 K y 101.32 kPa. Ambos extremos del tubo están conectados a grandes cámaras de mezclado colocadas a 101.32 kPa. La presión parcial de NH 3 en una cámara es constante e igual a 20 kPa y en la otra cámara la presión es de 6.666 kPa. L difusividad a 298K y 101.32 kPa es 2.30 X10 -5 m2/s. Clacule :

a) Difusiónde NH3 en lbmol/h y Kgmol/s b) Calcule la difusión de N 2 c) Calcule las presiones parciales en un punto situado a 1.0 pie ( 0.305 m) en el tubo y grafique Pa, Pb y P en función de la distancia z

Ejercicio 9 En un tubo de 0.11 m de longitud que contiene N 2 y CO gaseoso presión total de 1 atm abs., se verifica una contra difusión equimolar en estado estacionario. La presión parcial N2 e 80 mm Hg en un extremo y 10 mmHg en el otro. Pronostique el valor de D  AB con el método Fuller y calcule:

Ʃv=

sumatoria de volúmenes atómicos; Para el CO = 18.9; Para el N 2=17.9 T = temperatura (K) P= presión (atm) M= peso molecular ( g/mol) a) EL flujo especifico en Kg-mol/s m2 a 298 K para el N 2 b) Repita a 473 K ¿Hay algún cambio en el flujo específico? c) Repita a 298 K pero a una presión total de 3 atm abs. La presión parcial de N 2 permanece a 80 y 10 mm Hg. ¿Hay algún cambio del flujo específico?