Transferencia de masa

OPERACIONES UNITARIAS III


Fecha: 21/08/12


Fecha de presentación: 03/09/12

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DIFUSIÓN MOLECULAR


Guía de Preguntas Teóricas

1.- ¿Cuál es el principio para que ocurra la difusión molecular?

2.- ¿Por qué la rapidez de difusión es menor en líquidos que en gases?

3.- ¿Qué diferencia existeentre difusión y mezclado?

4.- Explique difusión en remolino.

5.- Defina la difusividad o coeficiente de difusión DAB. Ecuación.

6.- Difusión molecular en estado estacionario en fluidos sin movimiento y en flujo laminar. Ecuación que la rige.

7.- ¿Qué cambios hay en la ecuación anterior para el caso explícito de Difusión molecular en gases?

8.- Difusión en estado estacionario de A através del no difundente B. Ecuación que la rige.

9.- Contradifusión equimolal en estado estacionario. Ecuación que la rige.

10.- Difusión en estado estacionario en mezclas de multicomponentes. Ecuación que la rige.

11.- Difusividad de gases. Ecuación que la rige. ¿Qué valores deben ser calculados?

12.- ¿Cómo calculamos el volumen molal de un compuesto? Ejemplifique.

13.- Difusiónmolecular en líquidos. Ecuación que la rige y casos que ocurren en ella.

14.- Difusividad de líquidos. Ecuación que la rige.

15.- Nombre aplicaciones de la difusión molecular.



BIBLIOGRAFÍA


* Robert E. Treybal
Operaciones de Transferencia de Masa
Mc Graw Hill
1998

* McCabe, Smith,
Operaciones Básicas en Ingeniería Química
De Reverté.



T. P. Nº: 1 DIFUSIÓN MOLECULAR(FLUIDOS)


DIFUSIVIDAD EN Y DE GASES



Difusión en estado estacionario de A a través del no difundente B

1. Se está difundiendo oxígeno (A) a través de monóxido de carbono (B) en condiciones de estado estacionario, con el monóxido de carbono sin difundirse. La presión total es (105) N/m2, y la temperatura es 0 °C. La presión parcial de oxígeno en dos planos separados por2.0 mm es, respectivamente, 13000 y 6500 N/m2. La difusividad para la mezcla es 1.87x10-5, m2/s. Calcular la rapidez de difusión del oxigeno en kmol/s a través de cada metro cuadrado de los dos planos.
Rta: 2.97x10-5kmol/m2.s


Difusión de agua a través de aire en reposo que no se difunde

2. El agua en el fondo de un tubo metálico estrecho se mantiene a temperatura constante de 293 ºK. Lapresión total del aire (que se supone seco) es 1.01325 x 105 Pa (1.0 atm) y la temperatura es 293 ºK (20 ºC). El agua se evapora y se difunde a través del aire en el tubo y la trayectoria de difusión z2 - z1 tiene 0.1542 m (0.5 pie) de longitud. (El diagrama es similar al de la Fig. 6.2-2ª geankoplis). Calcule la velocidad de evaporación en estado estacionario en Ib.mol/h.pie2 y en kg mol/m2.s.La difusividad del vapor de agua a 293 ºK y 1 atm de presión es 0.250 x 10-4 m2/s. Suponga que el sistema es isotérmico. Utilice unidades SI y del sistema inglés.
Rta: 1.595x10-7kgmol/m2.s; y 1,175 x10-4 Ib.mol/h.pie2.


Contradifusión equimolal en estado estacionario

3. Una tubería contiene una mezcla de He y N2 gaseosa a 298 K y 1 atm de presión total, constante en toda la extensión deltubo. En uno de los extremos de éste punto 1, la presión parcial pA1 del He es 0.60 atm y en el otro extremo, a 20 cm (0.2m), pA2 = 0.20 atm. Calcule en unidades SI y cgs el flujo específico de He en estado estacionario cuando el valor de DAB de la mezcla He-N2 es 0,687 cm2/s.
Rta: 5,63 x 10-6kg.mol A/s .m2 y 5,63 x 10-7g.mol A/s .cm2

4. En un tubo uniforme de 0.10 m de largo se difundeamoniaco gaseoso (A) en N2 gaseoso (B) a 1.0132 x 105 Pa de presión y 298 K. (El diagrama es similar al del ejercicio anterior).
En el punto 1, pA1 = 1.013 X 104. Para el punto 2, pA2 = 0,507 X 104 Pa. La difusividad DAB es 0.230 x 10-4 m2/s.
a) Calcule el flujo específico JA en estado estacionario.
b) Repita para JB.
Rta: 4,70 x 10-7 kg.mol A/s .m2

Difusión en estado estacionario en...