Ejercicios Diagrama Entalpia

Ejercicios de diagramas entalpia-concentración

Se va a preparar una solución de 100 lb con 20% de NaOH y 80% de H2O A partir de una solución con 40% de NaOH y otra con 5% de NaOH. Ambasestán a 100ºF.
Calcule:
a) Cuánto se requiere de las soluciones.
b) Qué temperatura tendría la solución final considerando el proceso adiabático.
c) Cuánto calor habría que retirar delsistema para que la temperatura de la solución final fuese de 100ºF.

Por balance de masa:

m1 + m2 = 1000
m1(0,40) + m2(0,05) = 1000(0,20)

Resolviendo

m1= 428,571 lb
m2= 571,429lb

h1 = 91,68 Btulb

h2= 66,66 Btu/lb

H1= m1h1 = 428,571 (91,68) = 39 291 Btu
H2= m2h2 = 571,429 (66,66) = 38 091 Btu
H3 = H1 + H2 = 77 382 Btu

h3 = 77 382 / 1000 = 77,382Btu/lb

b) T= 130 ºF

c)

Por gráfica

Q= (58,3 – 77,382) 1000
Q= - 19082 Btu

* 600 libras de NaOH al 10% a 200 ˚F se adicionan a 400 lb de NaOH al 50% al punto de ebullición.Calcular lo siguiente:
a) La temperatura final de la solución.
b) La concentración final de la solución.
c) Las libras de agua evaporada durante el proceso de mezcladoBase de cálculo: 1000 lb de solución final
Procedemos a realizar el siguiente balance de materia.

Componente | Solución al 10% | Solución al 50% | Solución Final | % |
NaOH | 60 | 200| 260 | 26 |
Agua | 540 | 200 | 740 | 74 |
TOTAL | 600 | 400 | 1000 | 100 |

Después realizamos el balance de energía (entalpía) (en Btu)

Solución al 10% | Solución al 50% |Solución final |
600 (152) | 400(290) | ΔH |
91 200 | 116 000 | 207 200 |

Se puede notar que la entalpía de la solución al 50% a su punto de ebullición se toma de la curva del punto deburbuja a X=o,50 . La entalpía por libra en:
207200 Btu/1000= 207Btu/libras

Base de cálculo: 1000lb de solución final

X(1158)+(1000-X)175= 1000(207)
983X=32000
X=32.6lb de agua evaporada