Petroleo 1 Y 2
Páginas: 23 (5630 palabras)
Publicado: 24 de julio de 2012
PROBLEMA I.1:
10 21 partículas alfa (helio) son absorbidas en 5 gramos de berilio y 10 21 neutrones son emitidos. Determinar la masa final del berilio si la transformación nuclear que ha sido efectuada es:
4Be 9 + 2He4 ( 6C12 + 0(1 (1)
Desprecie la energía cinética de las partículas y suponga que todo el Carbón producido es absorbido en el berilio, considerandoque los neutrones salen del volumen de control. Las masas atómicas son:
(= 1.008982, C= 12.003807, Be = 9.01494, He= 4.00386
SOLUCION:
Base de cálculo : 5 gr de Be
Figura 1, al inicio cuando t = 0
La ecuación (1), NO es un balance con respecto a la masa que hay 12.011789 unidades de masa atómica sobre la derecha y 13.01880 sobre la izquierda. De acuerdo con laecuación de Einstein, E=c2(m, la masa que desaparece es convertida en energía. De tal manera que el producto de la masa y energía es conservado.
Balances Atómicos:
He entra = 1021 moléculas * 1 mol * 4.00386 gr
6.0283 x 10 23 moléculas 1 mol
(sale = [pic] = 1.6745 x 10-3 gr
Be consumido = [pic] = 1.4965 x 10-2 gr.
C producido = =1.9927 x 10-2 gr.
Figura 2. Cuando t = t al final
Al final del proceso, la masa del berilio que no se consume es:
Be acumulado = 5.0 – 1.4965 x10-2 = 4.985035 gr.
Aplicando la ecuación (2):
(Ri - ( Ro = (Ra ...(2)
entra sale acumulación .
6.6467 x 10-3 gr He -1.6750 x 10-3 gr ( = (4.985035 gr Be + 1.9927 x 10-2 gr C) – (5.0 gr Be)
Entra Sale Acumulación
4.9717 x 10-3 = 4.962 x10-3 gr + (Calor equivalente a 9.7 x10-6)
PROBLEMA I.2
El Ácido Nítrico se produce absorbiendo NO2 en agua:
a NO2 + b H2O c HNO3 + óxido de nitrógeno gaseoso ...(1)
En un experimento, 138 lb de NO2 se absorben en 144lb de H2O y 252 lb de una solución acuosa de HNO3 al 50% en peso es producida. ¿Cuál es la cantidad de gas y la relación de oxígeno a nitrógeno en el gas que sale del absorbedor?
Los flujos de entrada y salida son constantes. No hay acumulación de masa en el volumen de control (el absorbedor) el cual opera a régimen permanente (invariante con el tiempo).
SOLUCIÓN:
La siguiente figura setomará como base para los cálculos:
Convirtiendo a moles los flujos de la figura:
NO2 entra =138 / PM = 138/46 = 3 lb mol
H2O entra =144 / PM = 144/18 = 8 lb mol
HNO3 sale =(252/2) / 63= 2 lb mol
H2O sale (asociado con HNO3) = 126/18 = 7 lb mol
De un balance total de masa:
Masa que entra = masa que sale ...(2)
De la ecuación (2) tenemos que :
Óxido denitrógeno sale = 30 lb
Para conocer la relación de Oxígeno a Nitrógeno, se deberá hacer un balance de átomos, ya que los átomos de cada especie al igual que la masa total son conservados.
El balance de masa total y atómico, se presentan en la siguiente tabla:
|Compuesto |Entrada | |Salida || |Número de átomos |Peso Total (lb) | |Número de átomos |Peso Total (lb) |
| |N |
|2 pulg |0.02330 Ft3 |
|3 pulg |0.05130 Ft3 |
|4 pulg|0.08840 Ft3 |
Cálculo de la masa que entra al mezclador en 1 segundo:
m [pic] = 50 (lb/Ft3) * ( 5 Ft/seg) * ( 0.02330 Ft2)(1 seg) = 5.82 lb
m [pic] = 45 (lb/Ft3) * ( 4 Ft/seg) * ( 0.05130 Ft2)(1 seg) = 9.25 lb
La densidad de gasolina que sale será:
Del balance de masa:
[pic] ... (2)
y [pic]...
10 21 partículas alfa (helio) son absorbidas en 5 gramos de berilio y 10 21 neutrones son emitidos. Determinar la masa final del berilio si la transformación nuclear que ha sido efectuada es:
4Be 9 + 2He4 ( 6C12 + 0(1 (1)
Desprecie la energía cinética de las partículas y suponga que todo el Carbón producido es absorbido en el berilio, considerandoque los neutrones salen del volumen de control. Las masas atómicas son:
(= 1.008982, C= 12.003807, Be = 9.01494, He= 4.00386
SOLUCION:
Base de cálculo : 5 gr de Be
Figura 1, al inicio cuando t = 0
La ecuación (1), NO es un balance con respecto a la masa que hay 12.011789 unidades de masa atómica sobre la derecha y 13.01880 sobre la izquierda. De acuerdo con laecuación de Einstein, E=c2(m, la masa que desaparece es convertida en energía. De tal manera que el producto de la masa y energía es conservado.
Balances Atómicos:
He entra = 1021 moléculas * 1 mol * 4.00386 gr
6.0283 x 10 23 moléculas 1 mol
(sale = [pic] = 1.6745 x 10-3 gr
Be consumido = [pic] = 1.4965 x 10-2 gr.
C producido = =1.9927 x 10-2 gr.
Figura 2. Cuando t = t al final
Al final del proceso, la masa del berilio que no se consume es:
Be acumulado = 5.0 – 1.4965 x10-2 = 4.985035 gr.
Aplicando la ecuación (2):
(Ri - ( Ro = (Ra ...(2)
entra sale acumulación .
6.6467 x 10-3 gr He -1.6750 x 10-3 gr ( = (4.985035 gr Be + 1.9927 x 10-2 gr C) – (5.0 gr Be)
Entra Sale Acumulación
4.9717 x 10-3 = 4.962 x10-3 gr + (Calor equivalente a 9.7 x10-6)
PROBLEMA I.2
El Ácido Nítrico se produce absorbiendo NO2 en agua:
a NO2 + b H2O c HNO3 + óxido de nitrógeno gaseoso ...(1)
En un experimento, 138 lb de NO2 se absorben en 144lb de H2O y 252 lb de una solución acuosa de HNO3 al 50% en peso es producida. ¿Cuál es la cantidad de gas y la relación de oxígeno a nitrógeno en el gas que sale del absorbedor?
Los flujos de entrada y salida son constantes. No hay acumulación de masa en el volumen de control (el absorbedor) el cual opera a régimen permanente (invariante con el tiempo).
SOLUCIÓN:
La siguiente figura setomará como base para los cálculos:
Convirtiendo a moles los flujos de la figura:
NO2 entra =138 / PM = 138/46 = 3 lb mol
H2O entra =144 / PM = 144/18 = 8 lb mol
HNO3 sale =(252/2) / 63= 2 lb mol
H2O sale (asociado con HNO3) = 126/18 = 7 lb mol
De un balance total de masa:
Masa que entra = masa que sale ...(2)
De la ecuación (2) tenemos que :
Óxido denitrógeno sale = 30 lb
Para conocer la relación de Oxígeno a Nitrógeno, se deberá hacer un balance de átomos, ya que los átomos de cada especie al igual que la masa total son conservados.
El balance de masa total y atómico, se presentan en la siguiente tabla:
|Compuesto |Entrada | |Salida || |Número de átomos |Peso Total (lb) | |Número de átomos |Peso Total (lb) |
| |N |
|2 pulg |0.02330 Ft3 |
|3 pulg |0.05130 Ft3 |
|4 pulg|0.08840 Ft3 |
Cálculo de la masa que entra al mezclador en 1 segundo:
m [pic] = 50 (lb/Ft3) * ( 5 Ft/seg) * ( 0.02330 Ft2)(1 seg) = 5.82 lb
m [pic] = 45 (lb/Ft3) * ( 4 Ft/seg) * ( 0.05130 Ft2)(1 seg) = 9.25 lb
La densidad de gasolina que sale será:
Del balance de masa:
[pic] ... (2)
y [pic]...
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