Ejercicio de Ecuación general de energía

TALLER DE BALANCE DE MASA Y ENERGÍA

1 CORTE (otro modelo)

1.       La ecuación: PV = nRT, con R = 0,08206 atm*L/(mol*K); conviértala a otra en unidades de presión en psia, volumen molar en ft³/ lb-mol y temperatura en °R. Y con su respectiva R.

2.       La densidad relativa del CCl₄ es 1,2 aproximadamente, determine: (a) la masa de 50 kg de CCl₄; (b) la velocidad de flujo volumétrico, en L/min, si sale un flujo másico de 1500 kg/h, de un tanque.

3.       El etilenglicol fluye por una tubería con una velocidad de 125 m³/h.  (a) ¿Cuál es la velocidad en flujo másico (kg/h) de esta corriente?; (b) ¿Cuál es la velocidad en flujo molar, kmol/s? (Investigar la densidad del etilenglicol a 20°C).

4.       El análisis de un gas de desperdicio es CO₂: 50% masa; C₂H₄: 10% masa; y H₂: 40% masa. Calcule la densidad de la mezcla a 20°C y 1,2 atm; (b) la masa molar media de la mezcla.

5.       La alimentación a un reactor de amoniaco contiene 1 parte de N₂ por cada tres partes de de H₂. El flujo de la corriente es de 5000 kg/h. Calcular el flujo de alimentación en kg-mol/h

6.       Las presiones parciales de una mezcla de H₂ y N₂ son respectivamente 4 y 8 atm. ¿Cuál es la densidad de la mezcla en g/L a 25 °C?

7.       Se mezclan 76 kg de fresas que contienen 25% en peso de sólidos y el resto agua, con 50 kg de azúcar. Se calienta la mezcla para retirar la mitad del agua presente, ¿Cuál sería el porcentaje en base seca y en base húmeda en el residuo?

8.       Un gas ocupa un volumen de 100 litros a 720 mm Hg y una cierta temperatura. (a) ¿A qué presión debe someterse isotérmicamente para que ocupe 5,0 litros?; (b)Si la temperatura fuera 20 °C, ¿Cuántas moles del gas habrán?

9.       Un recipiente de 5,0 litros, al que se ha hecho previamente el vacío, se llena de helio gaseoso. Si la temperatura es 30 °C y la presión 750 mm Hg. a) ¿Cuántas moléculas de He contiene el matraz?; b) ¿Cuál es la densidad del gas en estas condiciones?

10.   El análisis molar de una mezcla consiste en 65% de N₂, 20% de O₂ y 15% de CO₂. La mezcla se encuentra a 350 K y 300 KPa. Determine a) la fracción de masa, b) la presión parcial de cada componente de la mezcla y c) el volumen total ocupado por la mezcla en m³.

11.   En una habitación de 35 m² de superficie y 3,1 m de altura se halla aire a 23 ^OC y a presión barométrica de 730 mm Hg. ¿Qué cantidad de aire penetrará de la calle a la habitación, si la presión barométrica aumenta hasta 760 mm Hg? La temperatura del aire permanece constante.

12.   En un recipiente de 5 m³ de capacidad se encuentra aire a 1 atm y 300 ^oC. Se extrae aire del recipiente hasta producir un vacío de 600 mm Hg. La temperatura del aire después de la extracción sigue siendo la misma. ¿Qué cantidad de aire se ha extraído?; ¿Cuál será el valor de la presión en el recipiente después de la extracción, si el aire que queda se enfría a 20 °C?

13.   Una mezcla de O₂ y N₂ a 40 °C y 2 atm, posee una presión parcial de O₂ de 435 mm Hg: (a) ¿Cuántos kg de O₂ hay en 100 kg de gas?; (b) ¿Cuál es la densidad del gas en g/L a condiciones normales?

14.   Tenemos una mezcla de tres gases A, B y C a una presión de 1520 mmHg. Sabiendo que la fracción molar de A es el doble de la de B y que la fracción molar de C es la tercera parte de la fracción molar de B, calcular la presión parcial de cada uno, en Pa.

15.   Tres compuestos gaseosos A, B y C están contenidos en un recipiente. La Presión parcial de A es 0,7 atm. La fracción molar del compuesto B es el doble que la de C. Si la presión total es de 2400 mm Hg, Calcule las fracciones molares y las presiones parciales de cada componente.

16.   Un recipiente de 8 litros contiene una mezcla de oxígeno y de hidrógeno con el 30% en masa de este último gas, a la temperatura de 120 °C y con una presión de 5 atm.

a)    Exprese la composición volumétrica de la mezcla; (b) ¿Cuántos átomos de oxígeno hay en la mezcla?; (c) ¿Cuántas moles de hidrógeno hay?; (d) Calcular la presión parcial de cada gas.

17.   Un tanque aislado (adiabáticamente) está dividido en dos compartimientos por una partición. Un compartimiento contiene 2,5 Kmol de CO₂ a 30 °C y 200 KPa y el otro compartimiento contiene, 7,5 Kmol de H₂ a 25 °C y 400 KPa. La partición es removida y los gases se mezclan hasta lograr el equilibrio. Determine: a) Número de moles totales cuando se mezclan; y b) la presión total de la mezcla en KPa.

18.   Un aire a 30º C y a una presión total de 750 mmHg tiene un porcentaje de saturación del 20 %. Determinar: la humedad relativa ambiente, humedad absoluta, presión parcial del vapor de agua en el aire y su temperatura de rocío.

19.   Un estudiante con anteojos, entra a un salón a 25 °C, con una humedad relativa de 30%. Si la temperatura en la calle es de 12 °C, ¿Se le nublaran las gafas al estudiante al entrar al salón de clase?

20.   Una mezcla de dióxido de carbono y vapor de agua contiene 0,053 kmoles de vapor de agua por kmol de CO₂ seco a una temperatura de 35º C y una presión total de 750 mmHg. Determinar: (a) Porcentaje de saturación de la mezcla. (b) Humedad relativa.(c) La temperatura a que debe calentarse la mezcla para que la humedad relativa sea del 30 %.