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