Tarea 1

Tarea 1
Fenómenos de Transferencia de Masa
Problema 1
Dos gases A y B reaccionan instantáneamente sobre la superficie de una placa plana para
producir dos gases C y D según la siguiente reacción química:
𝐴(𝑔) + 5𝐵(𝑔) → 3𝐶(𝑙) + 𝐷(𝑠)
¿Cuáles de las siguientes expresiones muestra la velocidad de desaparición del gas A por
unidad de superficie, en función de la concentración de gas A (𝑦𝐴,∞ ) en un punto a una
distancia 𝜀 de la placa plana?
𝑐𝐷
a) 𝑁𝐴 = 𝐴𝐵 ln(1 − 3𝑦𝐴,∞ )
b) 𝑁𝐴 =
c) 𝑁𝐴 =
3𝜀
𝑐𝐷𝐴𝐵
2𝜀
𝑐𝐷𝐴𝐵
6𝜀
ln(1 − 2𝑦𝐴,∞ )
ln(1 − 6𝑦𝐴,∞ )
d) Ninguna de las anteriores
Problema 2
Un gas A se descompone sobre una superficie de un cilindro de radio r y largo L para producir
dos gases C y D según la siguiente reacción química
𝐴(𝑔) → 𝐶(𝑔) + 2𝐷(𝑔)
¿Cuáles de las siguientes expresiones muestra la velocidad de desaparición del gas A, en
función de la concentración de gas A (𝑦𝐴,∞ ) en un punto a una distancia 𝜀 de la superficie del
cilindro?
a) WA = −
π∙L∙C∙DACD
r+ε
)
r
ln(
ln(1 + 2yA,∞ )
b) 𝑊𝐴 = 𝜋 ∙ 𝐿 ∙ 𝐶 ∙ 𝐷𝐴𝐶𝐷 ∙ ln (
2
𝑟+𝜀
𝑟
c) 𝑊𝐴 = ∙ 𝜋 ∙ 𝐿 ∙ 𝐶 ∙ 𝐷𝐴𝐶𝐷 ∙ ln (
d) 𝑊𝐴 =
) ∙ ln(1 + 2𝑦𝐴,∞ )
𝑟+𝜀
3
2∙𝜋∙𝐿∙𝐶∙𝐷𝐴𝐶𝐷
𝑟
) ∙ ln(1 + 3𝑦𝐴,∞ )
ln(1 + 3𝑦𝐴,∞ )
𝑟+𝜀
)
𝑟
3∙ln(
e) 𝑁𝑖𝑛𝑔𝑢𝑛𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎𝑠 𝑎𝑛𝑡𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟𝑒𝑠
Problema 3
Dos gases A y B reaccionan instantáneamente sobre la superficie de un cilindro de radio r y
largo L, para producir dos gases C y D según la siguiente reacción química:
𝐴(𝑔) + 5𝐵(𝑔) → 3𝐶(𝑙) + 𝐷(𝑠)
¿Cuáles de las siguientes expresiones muestra la velocidad de desaparición del gas A por
unidad de superficie, en función de la concentración de gas A (𝑦𝐴,∞ ) en un punto a una
distancia 𝜀 del manto cilíndrico?
𝑐𝐷 𝜋𝐿
a) 𝑊𝐴 = 𝐴𝐵𝑟+𝜀 ln(1 − 6𝑦𝐴,∞ )
3 ln(
b) 𝑊𝐴 =
𝑟
)
𝑐𝐷𝐴𝐵 𝜋𝐿
3
𝑟+𝜀
ln (
𝑟
) ln(1 − 6𝑦𝐴,∞ )
c) 𝑊𝐴 = −
d) 𝑊𝐴 = −
𝑐𝐷𝐴𝐵 𝜋𝐿
ln(1 − 6𝑦𝐴,∞ )
𝑟+𝜀
)
𝑟
3 ln(
𝑐𝐷𝐴𝐵 𝜋𝐿
𝑟+𝜀
)
𝑟
3 ln(
ln (
𝑟+𝜀
𝑟
) ln(1 − 6𝑦𝐴,∞ )
e) Ninguna de las anteriores
Problema 4
Se emplea una membrana de plástico de espesor “e” para separar helio de una corriente
gaseosa, siendo DAB el coeficiente de difusividad del helio respecto del plástico y CAi y CAe
(kmol/m3) la concentración molar de helio en las superficies interna y externa de la membrana
respectivamente. Determinar cuál es el flujo molar de helio JAB separado de la corriente
gaseosa.
a) 𝐽𝐴𝐵 = −𝐶 ∙ 𝐷𝐴𝐵 ∙
b) 𝐽𝐴𝐵 = −𝐷𝐴𝐵 ∙
c) 𝐽𝐴𝐵 = 𝐷𝐴𝐵 ∙
d) 𝐽𝐴𝐵 = 𝐷𝐴𝐵 ∙
𝑑𝑋𝐴
𝑑𝑧
𝑑𝐶𝐴
𝑑𝑧
𝐶𝐴,𝑖 −𝐶𝐴,𝑒
𝑒
𝐶𝐴,𝑒 −𝐶𝐴,𝑖
𝑒
e) 𝑛𝑖𝑛𝑔𝑢𝑛𝑎 de las anteriores
Problema 5
Estime el tiempo necesario para la evaporación completa de una esfera de naftaleno de 1 cm
de diámetro en aire atmosférico a 318 K. Si la temperatura de la superficie de la esfera
estuviera en equilibrio térmico con el aire ambiente (misma temperatura), la presión de vapor
del naftaleno será de 1,06×104 Pa y su densidad de 1,14×103 Kg/m3. En estas mismas
condiciones, la difusividad del gas de naftaleno en el aire es D AB = 6,9x10-7m2/s. M𝑁𝑎𝑓𝑡𝑎𝑙𝑒𝑛𝑜
= 128,7 Kg/Kmol.
a)
b)
c)
d)
e)
7,4 h
26,7 s
266,7 s
74,1 h
Ninguna de las anteriores