6.2 (a) 243 mm Hg (b) 19.48 g total, 0.236 g vapor/g total
6.7 (a) 599.3 mm Hg (b) 620.4 mm Hg (c) 614.3 mm Hg
6.8 0.0008 mol
6.20 (a) 53,000 gal/día 310,000 lbm/día (b) p max=43.7 in Hg, p min=37.5 in Hg (c) 0.48 lb mol n-octane lost/day
6.23 (a) -3.3C, 0.648 kmol/min, 14.5 m3 SCMM (b) 48.2C
6.28 1.81 gal/min, 9200 ft3/min
6.35 (a) 0.94 kg n-hexane/kg fed
El capítulo 6 tiene que ver con el equilibrio de fases entre dos o mas componentes y los aspectos importantes son los siguientes:
1. Una mezcla de gases que contenga un gas no-condensable y un vapor orgánico condensable se pueden clasificar por su grado de saturación. Si la mezcla está 100% saturada del vapor condensable, entonces la presión parcial del vapor equivale a su presión de vapor a la temperatura de la mezcla.
2. Para determinar la presión de vapor de un vapor condensable se debe utilizar la ecuación de Antoine. En el caso de vapor de agua, se puede usar la tabla de vapor saturado del apéndice del libro.
3. Se deben conocer las diferentes maneras de expresar saturación de un vapor en una mezcla de gases: saturación relativa, saturación absoluta, saturación molal, saturación y punto de rocío. Note que todas estas lo que expresan es el nivel de concentración molar del vapor de forma diferente. Cada una es interconvertible, es decir, si se ofrece un valor de una de ellas, las demás pueden ser determinadas mediante el uso de sus definiciones.
4. En el caso de la mezcla de aire y vapor de agua, el término de saturación se sustituye por el de humedad, pero las mismas deficiones aplican indistintamente.
5. Con estos conceptos, se pueden efectuar balances de masa alrededor de unidades de humidificación, secado, y combustión, según los problemas asignados y resueltos en clase.
Hoy se discutieron los problemas más significantes para el material del examen #3, 5.30, 5.33, 5.35 y 5.38. Se asignó el problema 4.30 de Himmelblau para práctica, el cual se distribuyó por el e-mail colectivo y el de uprm.
Hice una corrección al resultado del problema 5.6, que me daba distinto de la solución del texto debido a que estaba usando 1 g en vez de 1 gmol de cloruro de metilo. Ahora mi respuesta coincide con la del texto pero hago la aclaración de que el error es negativo ya que la ley de gases ideales está sub-estimando el valor de V.
También publiqué los resultados de los problemas 5.30, 5.33, 5.35 y 5.38, e incluyo el resultado del quiz #2 de práctica.
Queda solo estudiar, repasar y prepararse para el viernes. Estaré mañana jueves fuera del recinto en asuntos oficiales en el área metro, pueden escribirme a este blog o al e-mail para consultas y preguntas.
5.1 (a) 19.87 L/min (b) 107.14 kg
5.2 Porosidad=.27, densidad "bulk"=3.26 g/cm3, densidad absoluta=4.49 g/cm3
5.3 Flujo volumétrico de tolueno=39.4 L/min, % másico benceno=34.0%
5.6 (a) 3.06 L (b) -9.3% (antes mi respuesta no coincidía con la solución del libro porque estaba usando 1 g de cloruro de metilo en vez de 1 gmol, ahora coincide, y observen que el error es negativo porque la ley de gases ideales está sub-estimando el volumen.)
5.15 (b) CO2 generado=0.044 gmol/min
5.16 % molar CO2=71.2%
5.22 (a) 9 am-0.62 ppm, 1 pm-0.75 ppm, 5 pm-0.87 ppm
5.25 (a) p helio=0.70 atm, p CH4=0.40 atm, p N2=0.90 atm
(b) fracción másica de CH4=0.186
(c) peso molecular promedio de mezcla de gases = 17.20
(d) densidad promedio = 1.15 kg/m3
5.27 (a) O2 transferido de pulmones a torrente sanguíneo = 0.40 g/min
CO2 transferido del torrente sanguíneo a pulmones = 0.41 g/min
H2O transferida del torrente sanguíneo a pulmones = 0.19 g/min
(b) Volumen aire exhalado/volumen aire inhalado = 1.077 mL/mL
(c) Pérdida en peso por respiración = 0.21 g/min
5.30 Flujo de aire en exceso = 40,322 metros cúbicos estándar por minuto
5.33 (a) 0.28 m3 gas/kg benceno (b) d(cm)=0.0168*raíz cuadrada de velocidad del gas/m_B0
5.35 (a) r = y/x = 2.51 kmol H/kmol C, 31% exceso de aire (b) 18 m3 aire/kg combustible
5.38 (a) 27.3 atm (b) 71.3%
Resultados del quiz #2: 100 kmol/h y 2428 kg/h
4.38 (Himmelblau) (a) 606 m3 (STP)/h (b) 1.05 m3 @ 10°C, 100 kPa/m3 C2H4 @ STP (c) 1.4 x 10^4 m3 @ 80°C, 100 kPa/día
Les incluyo un archivo en formato PowerPoint como ejemplo para presentación final del proyecto de la clase.
Algunas consideraciones:
Además de la presentación se les requirá una carta de trámite/propuesta (en inglés) la cual debe incluir lo siguiente:
1. Miembros del grupo y su rol profesional (formen una compañía ficticia que sea afín con su tema).
2. Logo de la compañía.
3. Título del proyecto.
4. Descripción del proyecto (uno a dos párrafos máximo).
5. No es necesario, pero ayuda tener una figura preliminar tipo caja para la descripción.
6. La carta no debe exceder de dos páginas, preferiblemente, de una.
7. Entrega y presentación de esta carta para el 14 de octubre (hablado y sin transparencias). La carta tiene un valor de 10 puntos.
El Dr. Colucci estará en la clase del lunes para detallar los objetivos y requisitos del proyecto.
Durante la clase del viernes, continuamos cubriendo material del Capítulo 5 del libro de texto. Se discutió la ley de Raoult que es muy simple: en una mezcla de gases que esté saturada con un componente volátil y condensable, la presión parcial (p*) de ese componente será equivalente a la presión de vapor del mismo a la temperatura a que se encuentra la mezcla. Vimos como podemos calcular la presión parcial del vapor de agua utilizando la ecuación de Antoine o utilizando las tablas de vapor saturado. En el caso de las tablas de vapor saturado, si se debe interpolar valores, esta interpolación no debe ser lineal, sino usando log base 10 de p* vs. 1/T.
Se resolvieron varios problemas utilizando el concepto de la ley de Raoult.
Para la prueba corta del lunes próximo recomiendo trabajen los primeros 5 problemas de la lista de problemas asignados.
Hoy hemos completado la explicación del Capítulo 5 del libro de texto. Se resolvió en clase el problema 5.17 a manera de ejemplo.
También se utilizaron los resultados de ese problema en torno a determinar los flujos volumétricos del aire de entrada y salida a condiciones estándar, lo que es importante para la industria, ya que los medidores comerciales de flujos de gases se calibran para determinar flujos volumétricos a las condiciones estándar. Leer bien la sección 5.2b y el ejemplo 5.2-4 en torno a este tema.
Además, hoy se comenzó a discutir el Capítulo 6 del texto, donde se discutió la importancia de el diagrama PT de un compuesto puro y se utilizó el diagrama PT del agua como ejemplo para ilustrar el cambio de fases si se aumenta la presión a temperatura constante o si se aumenta la temperatura manteniendo la presión constante.
También se discutió la importancia de aplicar la regla de fases de Gibbs para determinar completamente las propiedades de un sistema multifásico si conocemos los grados de libertad del mismo.
Finalizamos resolviendo otro ejemplo tomado del problema 5.20 para reforzar lo aprendido en el Capítulo 5. No olviden que habrá prueba corta de este capítulo en la clase del lunes próximo.
5.1, 5.2, 5.3, 5.6, 5.15, 5.16, 5.22, 5.25, 5.27, 5.30, 5.33, 5.35, 5.38, 5.40
Habrá una prueba corta el próximo lunes, 3 de octubre sobre este material.
