introduccion ing quimica

Colección de problemas – Introducción Ingeniería Química 12/13

Sistemas de Medida y Análisis Dimensional
2.1

Exprésese el valor de la aceleración normal de la gravedad (9,80665 m/s2) en las
siguientes unidades: a) ft/s2, b) km/h2, c) in/d2, d) mi/h2
res: a) 32,1714 , b) 127095 , c) 2,8821×1012 , d) 78974,8

2.2
El peso de un objeto es de 50 kgf en un lugar de la Tierra en el que laaceleración
de la gravedad es 9,805 m/s2. a) ¿Cuál es la masa del objeto expresada en kg?. b)
Si el volumen del objeto es de 20 litros, ¿cuál su densidad en lb/ft3?
res: a) 50,008 , b) 156,08
2.3
La viscosidad del agua a 20º C es μ = 1 cp = 0,01 g/(cm.s) = 0,01 poise.
Exprésese el valor de μ en las siguientes unidades: a) kg/(m.h) , b) lb/(ft.h) , c)
N.s/m2 , d) kgf.h/m2 , e) lbf.h/ft2 , f)poundal.s/ft2
res: a) 3,6 , b) 2,4191 , c) 0,001, d) 2,8325×10-8 , e) 5,8014×10-9 , f) 6,7196×10-4
2.4
La constante R que interviene en la ecuación de los gases ideales es R = 0,08206
atm.L/(molg.K). Calcúlese su valor en las siguientes unidades: a)
(mmHg).cm3/(molg.K) , b) cal/(molg.K) , c) Btu/(mol-lb.R) , d) bar.L/(molg.K)
res: a) 6,2366×104, b)1,987 , c) 1,987, d) 0,08315
2.5

Unadisolución acuosa, cuya densidad es 1,20 g/cm3, contiene 25% en peso de
sal. Exprésese su composición en: a) kg de sal por kg de agua, b) lb de sal por ft3
de disolución.
res: a) 0,333 , b) 18,7285

2.8
La ecuación de Francis para evaluar la altura de líquido sobre el vertedero de un
plato de una columna de destilación es:
h = 0,48 F (Q/L)0,67
donde h = altura de líquido (in) , F = factor decorrección (adimensional) , Q =
caudal de líquido (gal (U.S.)/min), L = longitud del vertedero (in).
a. ¿Cuáles son las unidades del coeficiente numérico 0,48?
b. Transformar la ecuación para que todas las variables de la misma estén
expresadas en el sistema SI.
res: a) in1,67(min/gal)0,67 , b) h = 0,678F(Q/L)0,67

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2.9
Lapresión de vapor del ciclohexano en función de la temperatura viene dada por
la ecuación:
log P = 6,84498 -1203,526/(T+222,863)
donde P [=] mmHg y T [=] ºC . Transformar la ecuación para que las unidades
de P y T sean: a) (psia, ºF) , b) (atm, K) , b) (kPa, K) , c) (bar, R).
res: a) log P = 5,13137 – 2166,347/(T + 369,153) , b) log p = 3,96417 –
1203,526/(T – 50,287) , c) log p = 5,96988 –1203,526/(T – 50,287)
2.10
La capacidad calorífica Cp del CO2 está dada por la ecuación
Cp = 6,3930 + 10,10×10-3T – 3,4050×10-6T2 donde Cp [=] cal/(mol.K) , T [=] K
Convertir la ecuación para que Cp y T estén en las unidades que se indican: a)
cal/(g.ºC) y ºC , b) Btu/(kmol.ºF) y R , c) J/(mol.ºC) y K , d) Poundal.ft/(lb.ºF) y
R , e) atm.L/(mol.K) y K.
res: a) 0,2022 + 1,8722×10-4T –7,7284×10-8T2, b) 14,0939 + 1,2370×10-2T –
2,3168×10-6T2, c) 26,7383 + 4,2258×10-3T – 1,4247×10-6T2 , d) 3634,45 +
3,1899T – 5,9746×10-4T2, e) 0,2640 + 0,4171×10-3T – 0,1406×10-6T2
2.11
Los siguientes datos, tomados de Lange's Handbook of Chemistry, corresponden
a la presión de vapor del amoniaco a diferentes temperaturas:
T 0
20
40
60
80
100 ºF
Psat 0,42 48,21 73,32 107,6 153,0 211,9 psia
a.Correlaciónense los datos utilizando la ecuación de dos parámetros [log
Psat = A + B/(T+380) ], en la que T y Psat estén en las mismas unidades
que los datos de la tabla, y calcúlense las desviaciones, en %, de los
valores predichos por la ecuación con respecto a los datos experimentales.
b. Transfórmese la ecuación del apartado anterior para que las unidades de
T y Psat sean ºC y mmHg,respectivamente.
c. Predígase, utilizando la ecuación del apartado anterior, la presión de
vapor del NH3 a 50 ºC y compárese con el valor experimental de 20,07
atm.
res: a) [A = 5,52688, B = -1537,27], - 0,40%, 0,13 % 0,34%, 0,29%, 0,07%, 0,44 % , b) logPsat = 7,24049 – 854,04/(T + 228,89) , c) 19,83 atm ( - 1,2 %)

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