Difusividad

ANTECEDENTES
La trasferencia de calor por difusión reviste gran importancia en la ciencia y la ingeniería por un proceso básico en los sistemas físico-químicos y biológicos. En ingeniería química varias operaciones de separación y acondicionamiento, como la absorción, humificación, destilación y extracción están basadas en la trasferencia de masa.La rapidez con la cual un componente setransfiere de una fase a otra depende de un coeficiente llamado de transferencia de masa, o de rapidez, y del grado de desviación del sistema del equilibrio. La transferencia termina cuando se alcanza el equilibrio.La difusión másica tiene una característica que, cuando se hace significativa, establece una diferencia esencial con la conducción de calor. Consiste en que la difusión de masa produce, por sísola, un desplazamiento de toda la fase.
Fick fue el primero que postuló una relación empírica para este flujo molar y,por lo tanto. Esta define el componente A dedifusión en un sistema isotérmico e isobárico si la difusión se lleva acabo únicamente en la dirección z.

En la ecuación de Chapman-Enskog las interacciones moleculares están representadas por el diámetro de colisión y la integralde colisión, función de la temperatura, basada en el potencial de Lennard-Jones. La ecuación de Chapman-Enskog predice la difusividades con erro promedio de 8% para T< o igual a 1000 K. esta ecuación no toma en consideración el efecto de la concentración.

Para gases reales el efecto máximo de la concentración sobre la difusividad es del orden de 4% y puede despreciarse. El uso de laecuación anterior es difícil pues con mucha frecuencia no se dispone de dichos valores ni es fácil estimarlos.
Otra ecuación semiempírica obtenida con base en la teoría cinética de los gases es la de Gilliland, donde V es el valor del volumen molar en el punto de ebullición normal.

Difusión de un gas en otro inmóvil
Un líquido A se evapora en una atmósfera compuesta por el gas B insoluble en ellíquido. En estas condiciones B no se difunde ysolamente lo hace A. Se quiere obtener una expresión matemática para la velocidad de evaporación.
El perfil de NA:

Transferencia en Régimen Psuedoestable
Hay ocasiones en que las condiciones frontera sufren variación temporal en posición o calidad, determinando la evolución de los perfiles de concentración y de la densidad de flujo de masa.Un método sencillo de mejorar la precisión de la solución obtenida para régimen permanente es el llamado “seudopermanente” o “seudoestable”, el cual introduce la variable tiempo en la solución estable del problema, mediante un balance de masa.

Es empleada para la determinación experimental de la difusividad DAB en la celda de Arnold, en la cual se evapora el líquido y se determina la cantidadevaporada en un tiempo conocido. En el método de Winklemann se determina la variación de nivel.

INTRODUCCIÓN
Transferencia de masa en gases
La teoría cinética de los gases ideales, válida a presiones bajas, permite predecir la difusividad de las mezclas binarias de gases no-polares con errores pequeños del orden de 5%. Esta teoría postula que las moléculas son esféricas, que no ocupanvolumen y son completamente rígidas y elásticas, de manera que en sus colisiones la cantidad de movimiento se conserva.
La difusividad o coeficiente de difusión D es una propiedad del sistema que depende de la temperatura, presión y naturaleza de los componentes.
Difusión en estado estacionario de A a través del no difundente B. Esto puede suceder, por ejemplo, si se fuera a absorber amoniaco(A) del aire (B) en agua. Puesto que el aire no se disuelve apreciablemente en agua y si no se toma en cuenta la evaporacióndel agua, en la fase gaseosa sólo se difunde el amoniaco. Entonces, NB = 0, NA=constante.

OBJETIVO
Calcular la difusividad de la acetona mediante la medición de los parámetros necesarios como lo son la T, el cambio de altura,entre otros.

METODOLOGÍA

Se le agregó...