Tarea parcial 3 Fenómenos de transporte II
Las tablas de propiedades se refieren al libro: “Procesos de transporte y principios de procesos de
separación” de Christie John Geankoplis, 4ª edición.
Contradifusión equimolar de NH3 y N2, en estado estable. A través de un tubo recto de vidrio de
2.0 pies (0.610 m) de longitud, con diámetro interno de 0.080 pie (24.4 mm), se produce una
contradifusión de amoniaco gaseoso (A) y nitrógeno gaseoso (B) a 298 K y 101.32 kPa. Ambos
extremos del tubo están conectados a grandes cámaras de mezclado colocadas a 101.32 kPa. La
presión parcial de NH3 en una cámara es constante e igual a 20.0 kPa y en la otra cámara la presión
es 6.666 kPa. La difusividad a 298 K y 101.32 kPa es 2.30 x 10-3 m7/s.
a) Calcule la difusión del NH3 en lb mol/h y kg mol/s.
b) Calcule la difusión del N2.
c) Calcule las presiones parciales en un punto situado a 1.0 pie (0.305 m) en el tubo y grafique
pA, pB y P en función de la distancia z.
Difusión de metano a través de helio que no se difunde. Una corriente de metano gaseoso se
difunde en un tubo recto de 0.1 m de longitud que contiene helio a 298 K y a presión total de
1.01325×105 Pa. La presión parcial de CH4 en un extremo es 1.400×104 Pa y en el otro extremo es
1.333×103 Pa. El helio es insoluble en uno de los límites, por lo que es un material en reposo que no
se difunde. La difusividad puede encontrarse en la tabla 6.2-1. Calcule el flujo específico de metano
en (kg mol/s • m2) en estado estable.
Tiempo para la evaporación completa de una esfera. Una gota de tolueno líquido se mantiene a
una temperatura uniforme de 25.9 °C y se suspende en el aire mediante un alambre fino. El radio
inicial es r1= 2.00 mm. La presión de vapor del tolueno a 25.9 °C es pA1 = 3.84 kPa y la densidad del
tolueno líquido es 866 kg/m3.
a) Deduzca la ecuación (6.2-34) para predecir el tiempo t, que tardará la gota en evaporarse
completamente en un gran volumen de aire inmóvil. Muestre todos los pasos.
b) Calcule el tiempo en segundos que tardará la evaporación completa.
Pérdidas en un tubo de neopreno. En un tubo de neopreno de 3.0 mm de diámetro interior, y 11
mm de diámetro exterior, fluye hidrógeno gaseoso a 2.0 atm y 27 °C. Calcule el escape de H2 a través
del tubo de 1.0 m de longitud en kg mol H2/s en estado estacionario.
Difusión a través de membranas en serie. Una corriente de nitrógeno gaseoso a 2.0 atm y 30 °C se
difunde a través de una membrana de nailon de 1.0 mm de espesor y de una membrana de polietileno
de 8.0 mm de espesor colocada en serie. La presión parcial en el otro extremo de las dos películas es
de 0 atm. Suponiendo que no hay otras resistencias, calcule el flujo específico NA en estado
estacionario.
Pérdida de helio y permeabilidad. Una ventana de SiO2 de 2.0 mm de grosor y con un área de
1.0×104 m2 se utiliza para observar el contenido de un recipiente metálico que está a 20 °C. El
recipiente contiene helio gaseoso a 202.6 kPa. Para hacerlo en términos conservadores, use DAB=
5.5×10-14 m2/s de la tabla 6.5-1.
a) Calcule la pérdida de He en kg mol/h en estado estacionario.
b) Calcule la permeabilidad PM’
