BALANCE DE MATERIA Y ENERGIA
EJERCICIOS PARA CLASE 1. Cien libras de agua fluyen por una tubería a razón de 10 ft/s ¿Cuánta energía cinética tiene el agua en ft.lbf? Suponga que las 100 lb de agua se refieren a la masa del agua. Consideraciones: gc : Es un factor de conversión para convertir libras fuerza a libras masa. (Aceleración de la gravedad). F=m*a Fuerza (N)= masa (Kg) * aceleración (m/s 2). En algunos textos de ingeniería, donde se usan kg fuerza el factor aparece. La ley de Newton en este caso es: F=m*a/gc En unidades inglesas: gc=32.174 [libra * pie / (libra fuerza * segundo 2) ] En unidades del sistema internacional el factor seria: gc =9.807 [Kg * metro / (Kg_fuerza * segundo2) ] 2. Convierta 10 gal/h a m3 / s; 50 lb/pulg2 a N/m2 ; 2.55 Km a Pulgadas. 3. En Fobos, la luna interior de marte, la aceleración debida a la gravedad es de 3.78ft/s2. Suponga que un astronauta camina en Fobos, y que esta persona junto con su traje espacial y equipo tenían un peso en la tierra de 252 lbf a. Que masa en lbm tiene el astronauta junto con su traje y equipo? b. Cuanto pesaría el astronauta con su traje en Fobos, en libras? Consideraciones: 1 kg-fuerza es el peso en la superficie de la Tierra de un objeto de 1 kg de masa.
4. El sistema internacional de unidades estableció siete magnitudes como fundamentales con sus correspondientes unidades. Indica la opción que tiene sólo magnitudes fundamentales.
BALANCE DE MATERIA Y ENERGIA
a) b) c) d)
Masa, fuerza, energía y Temperatura. Cantidad de sustancia, Intensidad luminosa y volumen. Energía, presión y superficie. Cantidad de sustancia, Longitud y Temperatura
5. ¿ Los cambios de estado tienen lugar durante la destilación, teniendo en cuanta el orden en que suceden, son: a. b. c. d.
Condensación-evaporación. Solidificación-fusión. Evaporación-condensación Fusión-evaporación.
6. Se utiliza un medidor de orifico para medir la velocidad de flujo en una tubería. La velocidad de flujo se relaciona con la caída de presión mediante la ecuación de la forma µ = c √ ∆P/ᵨ µ = Velocidad del fluido ∆P = Caída de presión ᵨ= densidad del fluido c = Constante de proporcionalidad Que Unidad tiene c en el sistema internacional de unidades (SI)?
7. Si una cubeta contiene 2.00 lb de NaOH. a) ¿Cuantas libras mol de NaOH contiene? b) ¿Cuantos gramos de mol de NaOH contiene?
BALANCE DE MATERIA Y ENERGIA
8. EL HELIO (He) es un gas utilizado en la industria, en especial en buceo. ¿Cuántos moles de He en 6.46 g de He? Peso Molecular del Helio: 4 gr/mol 9. La plata es un metal muy utilizado en joyería. ¿Cuál es la masa en gr de un átomo de plata (Ag)? 10. Calcule el número de átomos de carbono C que hay en 0.35 moles de C 6 H 12 O6 (Glucosa) 11.
Cuantas libras de NaOH hay en 7.5 g mol de NaOH?
12. Se alimenta una libra mol por minuto de CH4 a un intercambiador de calor. ¿A cuantos kilogramos por segundo equivale esto? 13.
¿Cuál es la masa, expresada en gramos de un átomo de sodio?
14.
¿Cuantos átomos de aluminio hay en 0.5 g de este elemento?
15. ¿Cuantas moléculas hay en una muestra que contiene 0.5 g de tetracloruro de carbono? 16. En 1 m3 de metano (CH4) medido en condiciones normales de presión y temperatura, calcule: a) El número de moles de Metano b) El número de moléculas de Metano c) El número de átomos de hidrogeno
Consideraciones:
BALANCE DE MATERIA Y ENERGIA
La ley de los gases viene dada por la formula P*V/T = constante, donde P es presión, V es volumen y T es temperatura medida en K. Esta ley es válida solo en condiciones normales, en las que: P= 1 Atmosfera V= 22,4 Litros T= 273 K Por lo tanto, un mol de cualquier sustancia gaseosa en condiciones normales ocupara 22,4 litros.
17. Un limpiador de cañerías de grado industrial contiene 5 Kg de agua y 5 Kg de NaOH. ¿cuál es la fracción en masa y la fracción molar de cada uno de los componentes dentro del recipiente del limpiador de cañerías? 18.
Convierta 100 °C a °K, °F y °R
19. El medidor de presión de un tanque de CO 2 que se usa para llenar botellas de agua gaseosa presenta una lectura de 51 psi. Al mismo tiempo, el barómetro indica 28 pulg Hg. Cuál es la presión absoluta dentro del tanque en psia? 20. Calcula la energía mecánica de un saltador de longitud de 75 kg de masa, cuando está en el aire a 2,5 metros sobre el suelo y con una velocidad de 9 m/s. Energía Mecánica es la suma de la Energía Cinética y Potencial. a) 4875 J b) 4875 N c) 4875 N/m2
BALANCE DE MATERIA Y ENERGIA
PARA LONGITUDES
21.
1 1 1 1
Milla = 5280 Pies Milla = 1.609347 Kilómetros Kilómetros = 1000 Metros Pie = 12 Pulgadas
Expresar 78 Kilómetros a millas 8.563 Millas a Pulgadas. 4876598.24 centímetros a Millas 2.55 Kms a Pulgadas. 6.2 X 105 Metros A Micrómetros
PARA MASAS.
22.
1 1 1 1
Kilogramo = 1000 gramos miligramo = 0.001 Gramos centigramo = O.O1 gramos libra = 0.4535924 kilogramo
Expresar 1.5 libra a centigramos Expresar 3.5 kilogramos a libras 845.2 miligramos a hectogramos 49874.57 centigramos a libras 2.5 kilogramos a miligramos
