7/23/2019 Problemas de Practica Difusin-Coeficientes de TM

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UNI-FIP Problemas de Prctica PQ-423A

1.- Calcule el coeficiente de difusin del CO2en aire a 20 C y 1 atm, con los siguientes

datos:

, A/k, K

CO2 3,996 190

aire 3,167 97

2.- A travs de la apertura accidental de una vlvula se ha derramado agua sobre el suelo de

una planta industrial en un rea de difcil acceso. Calcule el tiempo requerido para que el

agua se evapore hacia la atmsfera circundante de aire en reposo. La capa de agua es de

0,04 pulg. de espesor y puede suponerse que permanece a una temperatura constante de

75 F. El aire tambin se encuentra a 75 F y 1 atm. de presin con una humedad absoluta

de 0,002 lb de agua por cada libra de aire seco. Supngase que la evaporacin tiene lugar

por difusin molecular a travs de una pelcula gaseosa de 0,20 pulg. de espesor.

3.- Calcule el coeficiente de difusin de la mezcla binaria aire-iodo a 273 K y 1 atm.

Indique la ecuacin a utilizar e identifique cada parmetro asignndole el valor que le

corresponda antes de hacer los reemplazos respectivos. Verifique las unidades

correspondientes

4.- En unos experimentos de medicin de la difusividad del cloroformo en aire a 298 K y 1

atm utilizando una celda de Arnold; inicialmente, la superficie del cloroformo lquido

estaba a 7,40 cm de la parte superior del tubo observndose que despus de 15 horas la

superficie haba sufrido un descenso. Considerando que la densidad del cloroformo

lquido a 298 K es de 1,485 g/cm3y su presin de vapor a 298 K es de 200 mm Hg,Determine cunto es el descenso si la difusividad del cloroformo en aire es de 0,093

cm2/s. Haga un esquema del sistema

5.- En una cmara caliente de combustin se difunde oxgeno a travs de aire hasta una

superficie de carbono donde reacciona para formar CO y CO2, La concentracin de

oxgeno en z = es de 21 % molar. La reaccin en la superficie de oxgeno puede

suponerse instantnea. No ocurre ninguna reaccin en la pelcula de gas. Determine la

rapidez de difusin del oxgeno por hora, a travs de un metro cuadrado si ocurre la

siguiente reaccin en la superficie del carbono:

3 C + 2 O2 2 CO + CO2

Realice las deducciones correspondientes.

z = --------------------------------------------------------

O2 CO y CO2

z = 0 ______________________________________superficie de carbn

6.- Una esfera de naftaleno con radio 1,75 mm est suspendida dentro de un gran volumen de

aire estacionario a 318 K y 101,325 kPa. Suponga que la temperatura superficial del

naftaleno es 318 K; a esta temperatura su presin de vapor es de 0,555 mmHg. El valor

de la difusividad del naftaleno en aire a 318 K es 6,92 x 10-6

m2/seg. Calcule la velocidad

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de evaporacin del naftaleno en la superficie.

7.- Una solucin de etanol (A) agua (B) en forma de pelcula estacionaria de 1, 80 mm de

espesor a 293 K, se pone en contacto con la superficie de un disolvente orgnico en el

que slo el etanol es soluble. En el punto 1, la concentracin del etanol es 15,7 % en peso

y la solucin tiene una densidad 1= 970,8 kg/m3. En el punto 2, la concentracin deletanol es 5,7 % en peso y la solucin tiene una densidad 2= 986,1 kg/m

3. La difusividad

del etanol es 2,87 x 10-5pie2/hr. Determine el flujo de estado estable de etanol.

8.- Un gran volumen de agua pura a 26,1 C fluye en paralelo a una placa plana de cido

benzoico slido de 1 pie de longitud en la direccin del flujo. La velocidad del agua es

0,3 pie/seg. La solubilidad del cido benzoico en agua es 0,00184 mol lb/pie3. La

difusividad del cido benzoico es 1,24 x 10-5 cm/seg. Determine el coeficiente de

transferencia de masa kL y el flujo NA en unidades SI, sabiendo que:

jD= 0,99 ReL-0,5 ;

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Re'

vkj cD

; BM

cc

xkk '

9.- Determine el coeficiente de transferencia de masa y el flujo de transferencia de masa en

una esfera de naftaleno expuesta al aire a 45 C y 1 atm abs, que fluye a velocidad de

0,305 m/seg. El dimetro de la esfera mide 25,4 mm. La difusividad del naftaleno en aire,

a 45 C es 6,92 x 10-6 m2/seg y la presin de vapor del naftaleno slido es 0,555 mm Hg.

Use unidades SI y la siguiente correlacin:

Sh = 2 + 0,552 Re0,53

Sc1/3

10.- En cierto aparato utilizado para la absorcin de dixido de azufre (SO2), de aire mediante

agua, y en cierto punto del mismo, el gas contiene 10 % de SO 2 en volumen y est en

contacto con un lquido que contiene 0,4 % de SO2 (densidad = 990 kg/m3). La

temperatura es de 50 C y la presin total es de 1 atm. El coeficiente de masa basado en

las concentraciones del gas es KG= 7,36 x 10-10 kmol/m.s.(N/m). De la resistencia total

a la difusin, el 47 % est en la fase gaseosa y el 53 % en la lquida. Los datos de

equilibrio a 50 C son:

kg SO2/ 100 kg de agua 0.2 0.3 0.5 0.7

Presin parcial SO2, mm Hg 29 46 83 119

a) Calcule el coeficiente global basado en las concentraciones del lquido en funcin de

moles/vol.

b) Calcule el coeficiente individual de transferencia de masa para el gas, expresado en KG

mol/tiempo(rea)(presin), ky mol/tiempo(rea)(fraccin mol) y kc

mol/tiempo(rea)(mol/vol) y para el lquido expresado como en KLmol/tiempo(rea), kx

mol/tiempo(rea)(fraccin mol).

c)

Determine las composiciones interfaciales en las dos fases.

bah.La Profesora

Ciclo 2015-2