Guía de ejercicios Calor


1.- Difusión de metano a través de helio.
Un tubo contiene CH4 y He gaseosos a 101.32 kPa de presión y 298 K. En un punto, la presión parcial del metano es Pa1 = 60,79 kPa y en otro a 0,02 m,de distancia Pa2 = 20,26 kPa. Si la presión total es constante en todo el tubo, calcule el flujo específico de CH4 (metano) en estado estacionario para contradifusión equimolar.

Respuesta: Na = 5,52· 1O-5 kg mol A/sm2
2.- Difusión de CO2 en una mezcla binaria de gases.
Una corriente de CO2 gaseoso se difunde en estado estacionario a través de un tubo de 0,20 m de longitud con un diámetrode 0,01m que contiene N2 a 298 K. La presión total es constante e igual a 101,32 kPa. La presión parcial del CO2 en un extremo es 456 mm Hg y 76 mm Hg en el otro. La difusividad DAB es 1.67·10-5 m2/s a298 K. Calcule el flujo específico de CO2 en unidades cgs y SI para contradifusión equimolar.

3.- Contradifusión equimolar de NH3 y N2 en estado estable.
A través de un tubo recto de vidrio de 2pies (0.610 m) de longitud, con diámetro interno de 0,080 pie (24,4 mm), se produce una contradifusión de amoniaco gaseoso (A) y nitrógeno gaseoso (B) a 298 K y 101.32 kPa. Ambos extremos del tuboestán conectados a grandes cámaras de mezclado colocadas a 101.32 kPa. La presión parcial de NH3 en una cámara es constante e igual a 20 kPa y en la otra cámara la presión es 6,666 kPa. La difusividad a298 K y 101,32 kPa es 2,30·10-5 m2/s.
a) Calcule la difusión del NH3 en lb mol/h y kg mol/s.
b) Calcule la difusión del N2.
c) Calcule las presiones parciales en un punto situado a 1,0 pie (0.305m) en el tubo y grafíquense PA, pB y P en función de la distancia z.

Respuesta: a) Difusión de NH3 = 7,52·10-7 lb mol A/h,
b) 9,48·10-11 kg mol A/s;
c) Pa = 1,333·104
4.- Difusión de A a travésde B en reposo y efecto del tipo de limite sobre el flujo específico.

Se difunde amoniaco gaseoso a través de N2 en estado estacionario, donde N2 es el gas que no se difunde, puesto que es...