MODELO DE RESPUESTA Semestre: VII PRUEBA: Primera Integral

MODELO DE RESPUESTA Semestre: VII PRUEBA: Primera Integral

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Modelo 2aIntegral Versión 1
Lapso 2007-2
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Universidad Nacional Abierta
Vicerrectorado Académico
Área: Ingeniería
Carrera: Ingeniería Industrial
MODELO DE RESPUESTA
Semestre:
VII
PRUEBA: Primera Integral
ASIGNATURA: Procesos Químicos
U1
O1
1.- a) En condiciones standard
P:
14,7
#;
Volumen
T=492(°R)
2
ˆ
FECHA
17 11 07
M1
molar
=
359
pie3/mol-lb
y
(lb p lg 2 abs )( pie 3 )
pV 14,7lb / p lg absoluta 359 pie 3
R=
=
= 10,73
T
(° R )(mol − lb)
492° R
1mol − lb
b) En condiciones standard
P: 1at; Volumen molar = 22,4x103cm3/mol-g y T=273 °K
pVˆ
(1atm)(cm 3 )
1atm 22,4cm 3
R=
=
= 82,06
T
(° K )(mol − g )
273° K 1mol − g
Criterio de corrección: Nótese que R no tiene un valor universal aún cuando se
le denomina “Constante universal de los gases”. Depende de las unidades. Dé el
objetivo por logrado si el alumno diferenció los valores de R y obtuvo resultados
similares en ambos apartes a) y b)
M2
U2
2.- H2SO4 al 12,43%
A
O2
200 libras de H2SO4 al 77,7 %
H2SO4 es de 18,63% P
PUNTO DE MEZCLA
BASE: 200 libras de H2SO4 al 77,7 %
Balance global: Entrada = Salida
Total:
F+200 = P
Por componente:
F(0,1243) + 200(0,777) = P (0,1863)
H2SO4
H 2O
F(0,8757) + 200 (0,223) = P (0,8137)
De donde:
(P-200) (0,1243) + 200 (0,777) = p(0,1863)
Y entonces: P = 2110 lb de ácido y F = 1910 libras de ácido
Criterio de corrección: Dé el objetivo por logrado si el estudiante obtuvo un
resultado idéntico para la alimentación y el producto de ácido.
Coordinadora de Ingeniería Industrial Prof. Anel Núñez/Responsable: Prof. B.Velásquez
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M2
U3
2/3
O3
3.- Un aceite combustible contiene % de C y 12% de H2 y se procede a su
quemado hasta obtener el gas de chimenea seco con la siguiente composición
CO2: 13,4; O2:13,6 y N2 : 83.
Carbono
Aceite
Agua
Horno
Gas Seco
Aire
N2
Como no se requiere conocer información sobre la corriente de agua, el
problema se puede resolver con elementos de correlación entre las corrientes de
aceite, gas de chimenea seco y aire. Se observa que el carbono pasa directo del
aceite al gas de chimenea seco, sin que se encuentre en otra parte, entonces
puede usarse como elemento de correlación. También, todo el nitrógeno del aire
aparece en el gas de chimenea seco, por lo que se puede usar como correlativo.
El número de moles que ingresa al horno es distinto al número que sale, para
cada especie se tiene que:
C: 88/12=7,33 mol –lb y H2:12/2= 6 mol-lb.
Las mol-lb de C que entran son iguales a las que salen:
mol-lb C entrada= mol-lb C salida, o también: lb C entrada= lb C salida
En el gas de chimenea seco:
Base: 100 mol-lb de gas de chimenea seco (gcs)
13,4 mol-lb C( 12 lb C/mol-lb) = 161 lb de C
En el aceite combustible:
Base: 100 lb de aceite
88(1mol-lb C/ 12 lb ) = 7,33 mol-lb de C
Si se usa lb C = lb C como elemento de correlación:
(100 mol-lb gcs/161 lb C)(88 lb C/ 100 lb aceite) = 54,6 mol-lb gcs/ 100 lb de aceite
Criterio de corrección: Dé el objetivo por logrado si el estudiante obtuvo un
resultado similar por éste u otro procedimiento válido.
M3
U4
O4
4.- A) El sistema es la bala y sus alrededores. Esto es un proceso intermitente sin
flujo. El balance de energía es:
[(Uˆ t
2
) (
)]
+ Kˆ t2 + Pˆt2 − Uˆ t1 + Kˆ t1 + Pˆt1 = Q − W = Q –W
Después que la bala choca contra el suelo y se encuentra en reposo, se sabe que
la velocidad es cero y además, el piso es el plano de referencia para la energía
potencial. Por lo tanto,
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m( Pˆt2 − Pˆt1 ) = m( g / g c )(h2 − h1 ) =
= (100lbm )( g / g c )(−100 pies) = −10000lb f − pie
Si Q y W no son cero, entonces el cambio ΔU dependerá de los valores de éstos,
los cuales no se especifican el problema. Si se conociera ΔU, entonces se pudiera
determinar Q-W. Sin información o sin hacer suposición adicional con respecto a
Q, W y ΔU, no es posible completar los cálculos requeridos.
B) El cambio en la energía total del universo es cero.
.
FIN DE MODELO
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