Control Automático de Procesos

Control Automático de Procesos
Tarea 1
1) Un tanque cilíndrico horizontal de 4 m de de diámetro y 8 m de longitud
es llenado lentamente con benceno, B  0.879g / cm3 . Encuentre una
ecuación para calcular el peso W (en N), del benceno en el tanque, como
una función del nivel h de líquido dentro del tanque.
2) La velocidad a la que una sustancia a través de una membrana
semipermeable esta determinada por la difusividad D [cm2/s] del gas. D
varia con la temperatura de la membrana T[K] de acuerdo a la ecuación
de Arrhenious:
E
D  DOe RT
Donde DO es una constante, E es la energía de activación de la difusión y
R es la constante universal de los gases (1.987 cal mol-1 K-1).
Difusividades del SO2 en un tubo de cierto polímero fueron medidas a
distintas temperaturas:
T (K)
347.0
374.2
396.2
420.7
447.7
471.2
D (cm2/s)x106
1.34
2.5
4.55
8.52
14.07
19.99
a) Cuales son las unidades de DO y E.
b) Como se podrían graficar los datos para obtener una línea recta en
coordenadas rectangulares.
c) Calcule los valores de DO y E.
3) Una mezcla de gases consta de tres componentes: Argón, B y C. Se
obtiene el siguiente análisis de la mezcla:
40.0% mol de Argón
18.75% en masa de B
20% mol de C
El peso molecular del Argón es 40 y el de C es 50.
Calcular:
a) El peso molecular de B.
b) El peso molecular promedio de la mezcla.
4) El peso específico de una disolución de KOH a 15oC es 1.0824 y
contiene 0.813 lb de KOH por galón de solución. Cuales son las
fracciones molares de KOH y agua en la solución.
5) Un adulto respira alrededor de 12 veces por minuto, inhalando cerca de
500 mL de aire cada vez que respira. La composición molar de los gases
inhalados y exhalados es la siguiente:
Compuesto
O2
CO2
N2
H2O
Gas inhalado (%)
20.6
0.0
77.4
2.0
Gas exhalado (%)
15.1
3.7
75.0
6.2
El gas inhalado esta a 24oC y 1 atm, mientras que el gas exhalado esta a
la temperatura y presión del cuerpo, 37oC y 1 atm. El nitrógeno no se
transporta en el torrente sanguíneo. Así que el nitrogeno que se inhala se
exhala en su totalidad.
a) Calcular las masas de O2, CO2 y agua transferidos desde los gases
pulmonares a la sangre o viceversa.
b) Calcular el volumen de aire exhalado por mililitro inhalado.
c) Cual es la tasa (g/min) de perdida de peso por solo respirar?