Informe Difusividad Molecular

PRACTICA Nº01
DIFUSION MOLECULAR
I.-OBJETIVOS:
• Distinguir y diferenciar la difusión molecular de la difusión convectiva.
• Determinar la difusividad pera una difusión de un vapor a través de una columna estática de aire evaluada a las condiciones del laboratorio.
• Evaluar las características de una difusión interfacial.
II.-FUNDAMENTO TEORICO
DIFUSIÓN:
La tendencia natural de lasmoléculas a moverse desde zonas de alta concentración hacia zonas de baja concentración se llama difusión. Cuando se retira la barrera entre dos sustancias, las moléculas se redistribuyen (o difunden) por todo el recipiente. Al final, la mezcla alcanza un estado de equilibrio, en el que las moléculas de ambas sustancias están mezcladas uniformemente. Aunque el número total de moléculas en elrecipiente es el mismo que antes de quitar la barrera, la concentración de cada sustancia es menor. La velocidad de difusión depende de la masa de las moléculas: las moléculas con más masa se difunden más lentamente.
A diferencia de la agitación, que es un proceso en el que se mezclan grandes masas de material, la difusión es un proceso molecular, que depende exclusivamente de los movimientosaleatorios de las moléculas individuales. La velocidad de difusión es, por tanto, directamente proporcional a la velocidad media de las moléculas. En el caso de los gases, esta velocidad media es mayor en moléculas más pequeñas, al ser inversamente proporcional a la raíz cuadrada de la masa molecular; por otra parte, la velocidad aumenta intensamente con una subida de temperatura.
Clasificación generalde la transferencia de masa
El mecanismo de transferencia de masa, depende de la dinámica del sistema en que se lleva a cabo.
Hay dos modos de transferencia de masa:
a. molecular: La masa puede transferirse por medio del movimiento molecular fortuito en los fluidos (movimiento individual de las moléculas), debido a una
diferencia de concentraciones. La difusión molecular puede ocurriren sistemas de fluidos estancados o en fluidos que se están moviendo.
b. convectiva: La masa puede transferirse debido al movimiento global del fluido. Puede ocurrir que el movimiento se efectúe en régimen laminar o turbulento. El flujo turbulento resulta del movimiento de grandes grupos de moléculas y es influenciado por las características dinámicas del flujo. Tales como densidad,viscosidad, etc.
Usualmente, ambos mecanismos actúan simultáneamente. Sin embargo, uno puede ser cuantitativamente dominante y por lo tanto, para el análisis de un problema en particular, es necesario considerar solo a dicho mecanismo. La transferencia de masa en sólidos porosos, líquidos y gases sigue el mismo principio, descrito por la ley de Fick.
Proceso De Difusión Molecular
El mecanismo real detransporte difiere en gran medida entre gases, líquidos y sólidos, debido a las diferencias sustanciales en la estructura molecular de estos 3 estados físicos.
- Gases: los gases contienen relativamente pocas moléculas por unidad de volumen. Cada molécula tiene pocas vecinas o cercanas con las cuales pueda interactuar y las fuerzas moleculares son relativamente débiles; las moléculas de un gastienen la libertad de moverse a distancias considerables antes de tener colisiones con otras moléculas. El comportamiento ideal de los gases es explicado por la teoría cinética de los gases.
- Líquidos: los líquidos contienen una concentración de moléculas mayor por unidad de volumen, de manera que cada molécula tiene varias vecinas con las cuales puede interactuar y las fuerzas intermoleculares sonmayores. Como resultado, el movimiento molecular se restringe más en un líquido. La migración de moléculas desde una región hacia otra ocurre pero a una velocidad menor que en el caso de los gases. Las moléculas de un líquido vibran de un lado a otro, sufriendo con frecuencia colisiones con las moléculas vecinas.
- Sólidos: En los sólidos, las moléculas se encuentran más unidas que en los...