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BALANCE DE MATERIA Y ENERGÍA
Profesor Fernando A. Cuervo C.

1. Cuando se transmite calor desde un tubo horizontal, para cuantificarlo se debe primero calcular el llamado
“coeficiente de película” h, con la ecuación h

T

0, 25

D

. Si h se expresa en [BTU/h ºF pie2], T es

temperatura y D el diámetro del tubo
a. ¿Cuáles son las dimensiones de α?
b. ¿Cuáles son las unidades de α?c.

Si α = 0,5 ¿qué valor tendrá en unidades del sistema internacional (SI)?

2. Convierta 42

3. Convierta 15

pie2lb
a unidades SI
min

kgseg lbhora
a
.
m3
pie3

4. Con base en lo planteado en el ejercicio #1, ¿cuál sería la ecuación para calcular la cantidad de calor
transmitido desde un tubo horizontal, si en ella se aplica la diferencia de temperatura tubo-ambiente (ΔT),el
coeficiente de película (h) y el área lateral del tubo (A)?

5. Cierta medición τ es reportada como 74,5

lbfpie
mmHg

a. ¿cómo se expresaría τ en dimensiones básicas?
b. ¿cuál es su valor en SI?

6. Cierta medición ψ se expresa con unidades

poise cm 3
Pa min

a. ¿Qué dimensiones básicas representa ψ?
b. ¿Cuál sería un factor de conversión para expresar ψ en sistema inglés?7. Trabajando en el laboratorio de cinética, el Director le pregunta si podría calcular el valor de α en unidades
SI, aplicando la ecuación

0,4 , donde

kgfm3
y
6,8
kwh

pie2
¿Qué responde ud?
35,5
min

8. ¿Cuál es el peso de 125 lb de glicerina (o glicerol: 1, 2,3 propanotriol) en SI y en sistema EU técnico?
¿Cuántos gmol se encuentran en esta masa?

20

9. En una plantaindustrial se almacenará estireno (C8H8) líquido ( D4

0,909 ) dentro de un tanque

cilíndrico. Se requiere ordenar la fabricación de dicho tanque, teniendo en cuenta
que el espacio donde se va a instalar tiene como limitante la altura útil, la cual no
puede sobrepasar los 5 m. Si la expectativa del máximo inventario de estireno es
0,5 ton-mol
a. ¿Cuáles deben ser las dimensiones del tanque,si es de fondo plano?
b.

¿Cuáles deben ser las dimensiones del tanque, si es de fondo esférico?
[el volumen de un casquete esférico es V

h 2
3a h 2 ]
6

10. La fracción en volumen, llena, del tanque del dibujo es 0,37. Se abre
una válvula de salida y el tanque se desocupa en 28 minutos. Si el
líquido que contiene es glicerina de densidad 1,26 g/cm 3, ¿cuál será el
flujo de masa quecorresponde a la situación? ¿El flujo volumétrico? ¿El
flujo molar?

11. Se tienen dos recipientes, uno con agua sólida (hielo, ρ = 916,8 kg/m3) y el otro con glicerina. Si ambos
contienen el mismo volumen,
a. compare la cantidad de materia que hay en cada recipiente, desde las dimensiones másica y molar.
b. Explique lo que ocurre al fundirse el hielo contenido en el primer recipiente.
12.¿Cuál sería la densidad de un material en unidades del sistema inglés, cuando una unidad molar ocupa 4
unidades de volumen? El peso molecular es de 6 unidades por cada unidad molar.

13. Para fundir un metal se debe aumentar su temperatura en 500ºR. Un termómetro empleado para medir la
temperatura del metal líquido marca 1370º C. ¿Cuál era la temperatura inicial del metal, en K?
14. ¿Cuáles la presión (expresada en cualquier unidad corrientemente usada) que soporta el fondo de un
tanque situado en Buenaventura, si está lleno con alcohol cuya D204 es 1,04? El nivel de alcohol sobre el
fondo es de 3 metros.
15. En un barco de investigación oceanográfica se tienen diferentes y variados equipos. Si nos informan que en
uno de ellos la presión absoluta es 15 pulgadas columna Hg, ¿quéocurre en dicho equipo? Sustente
adecuadamente su opinión.
16. En un horno de panadería se debe aumentar la temperatura de la masa de harina en 275º F, a partir de
una temperatura ambiente de 25º C. Si se tiene un termómetro en escala K, ¿en qué momento se debe
suspender el calentamiento de la masa?
17. Un manómetro (M) perfectamente calibrado y que tiene una
escala desde 0 hasta 50 psi,...