EIQ 242 2016 1 Variables Fundamentales Problemas Propuestos

Elementos de Físico Química

Elemento de Físico Química Problemas Propuestos Variables Fundamentales de la Materia

Problema Nº1. Una corriente de proceso compuesta por una mezcla 60% en peso de Benceno y 40% en peso de Tolueno a 20ºC fluye a través de una tubería con un flujo de 100 [lt/min]. Determine: a) El Flujo masico. b) La composición molar. c) El Flujo molar. d) Expresar la temperatura de la mezcla en ºF, K y en ºR. Problema Nº2. Una mezcla de gases contiene 26% molar de etileno (C2H4), 42% molar de etano (C2H6) y el resto de propano (C3H8). a) ¿Cuáles son las fracciones másicas de los componentes de la mezcla. b) Calcular el peso molecular promedio de la mezcla. Problema Nº3. La regulación de la Agencia de Protección Ambiental (EPA) de 1993 contiene estándares para 84 químicos y minerales en el agua de beber. De acuerdo con la EPA uno de los contaminantes listados más comunes y de natural ocurrencia es el antimonio. El nivel de contaminación máximo para el antimonio y el níquel a sido fijado en 0.006[mg/lt] y 0.1[mg/lt] respectivamente. Un análisis del agua de beber de su empresa muestra para el antimonio una concentración de 4 [ppb] (partes por billón) y de 60 [ppb] para el níquel. Determine si el agua de beber satisface los niveles de la EPA para el antimonio y el níquel. Asuma que la densidad densid ad del agua es 1.00 [gr/cm [g r/cm3]. Problema Nº4 (Nº9 Cap2). Según el principio de Arquímedes, un fluido ejerce una fuerza de flotación, sobre un objeto sumergido, equivalente al peso del fluido desplazado por el objeto. Un bloque de madera que mide 30 cm X 30 cm X 30 cm flota en una bañera llena de tetracloruro de carbono. La parte superior del bloque se encuentra 20.7 cm por encima de la superficie del líquido. La densidad de la madera es de 0.5 g/cm3. Calcular la densidad del tetracloruro de carbono (CCl4 Problema Nº5. Se coloca un cubo de un material sólido de propiedades desconocidas con lados de 120 cm en un recipiente lleno de alcohol etílico líquido, sobre el cubo de pone un peso de 40 kg con lo que el cubo se sumerge 100 cm. ¿Cuál es la densidad del material del cubo?

Peso

Material

100 cm

120 cm

Alcohol Etilico

Profesor: Luis Vega Alarcón


Problema Nº6. Calcular la presión manométrica en el fondo de un estanque abierto lleno de benceno hasta una profundidad de 12 pies (La densidad relativa del benceno es 0.879). (a) en pies de benceno. (b) en pascales. Problema Nº7 (Nº23 Cap3). Se emplea un manómetro de extremo cerrado y otro de extremo abierto (ambos de mercurio) para la medición de la presión en una tubería de gas. La lectura en el primero es de 1570 mm, mientras que en el segundo es de 814 mm. Calcular la presión manométrica, absoluta y atmosférica. Problema Nº8 (Nº22 Cap3) Un sistema de alimentación por gravedad ha de emplearse para alimentar agua a un intercambiador de calor.

h Intercambiador de calor Se requiere una presión de agua de al menos 30 psig a la entrada del intercambiador de calor. ¿Cuál es la mínima elevación necesaria del nivel de agua por encima del intercambiador de calor? Problema Nº9. Considerando el sistema de tres estanque de almacenamiento de agua que muestra la siguiente figura, donde un manómetro de extremo abierto colocado en el fondo del estanque A marca una presión de 260.68 [mm Hg]. ¿Cuáles son las presiones en [Pa] que indican manómetros de extremo cerrado colocados tanto en el tope del estanque A como en el tope del estanque C? B b

C

y x

A

c a

Distancia [m]

x 6

y 5

a 2

b 1

c 0,6



Problema Nº10. Considerando un estanque lleno con etanol líquido (alcohol etílico) hasta un nivel de 16 [m] como muestra la figura. Si el manómetro de extremo abierto colocado en el fondo del estanque marca una presión manométrica de 700 [mm Hg], ¿Cuál es el vacío en [mm Hg] al que esta sometido el aire sobre el etanol líquido? (Respuesta: 228 mm Hg)

Aire Etanol

4m

16 m

Manómetro

Problema Nº11. En un estanque de volumen constante se tiene la siguiente disposición:

Aire

Benceno

Agua

h

1m

Donde el aire esta sometido a un vacío de 200 mm Hg. En el fondo del estanque un manómetro en U de extremo abierto marca una presión de 1 atm. Determina la altura h de benceno dentro del estanque. (Respuesta: 13.7 m) Problema Nº12. La Capacidad calorífica del Tolueno esta dada por la siguiente ecuación:

Cp  20.869  5.293 102  T Donde Cp esta en Btu/(lb-mol)(ºF) y T esta en ºF. Expresar la ecuación en cal/(g-mol)(K)


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