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BALANCES DE MATERIA Y ENERGIA TAREA 1 1. En una empresa se tienen los siguientes consumos por concepto de energía y energéticos. La empresa trabaja 8 horas diarias y consume en promedio 10 kW-h/día de energía eléctrica, su sistema de calentamiento trabaja mediante la combustión de gas que proporciona 11.76 Kcal/h por cada gramo que se quema, utilizando un promedio de 0.25 lb/h de gas. También se utiliza combustible en promedio de 1 lb/h, cuya densidad es de 1.1g/mL con poder calorífico de 1193.35 BTU. Si los costos promedio por concepto de energía y energéticos son de $0.20/kcal, determine el costo total por concepto de energía y energéticos para cada semana de trabajo (6 días).

2. Una ecuación simplificada para la transmisión de calor de un tubo de aire es Q = hAΔT, donde h es el coeficiente de transferencia de calor (h = 0.269 G 0.6/D0.4) en BTU/h ft2 °F, A es el área, Q es la cantidad de calor en BTU/h y ΔT es la diferencia de temperaturas en °F, G es la velocidad másica (1 lb/h ft2) y D es el diámetro en ft2. a) En caso de expresar h en cal/min cm2 °C, ¿Cuál sería la nueva constante de la ecuación? b) Si G y D fueran a utilizarse con las unidades G’ = g/min cm2, h’ = cal/min cm2 °C y D’ = cm, ¿Cuál sería la nueva constante alfa, h = G0.6/D0.4?

3. Para la fabricación de pólvora se requiere carbono, azufre y nitrato de potasio en proporción de 10, 15 y 75% en peso, respectivamente; estas sustancias se muelen finalmente y se mezclan con cuidado para obtener el producto final. Determine: a) ¿Qué cantidad de cada materia prima se necesitaría para producir 4 toneladas/día. b) El costo de cada materia prima por día y el total por 6 meses de producción si los costos son los siguientes: carbón $0.80/lb; azufre $1.85/lb; nitrato de potasio $3.20/lb. Considere que la jornada de trabajo es de 365 días al año. c) Reportar los resultados en una tabla.

PROBLEMAS DEL HIMMELBLAU 1.2 En el sistema de unidades estadounidense de ingeniería, la viscosidad puede tener unidades de (lbf)(h)/ft2, mientras que en el SI de unidades son (g)/(cm)(s). convierta una viscosidad de 20.0 (g)/(cm)(s) a las unidades estadounidense citadas. 2.2 https://mx.answers.yahoo.com/question/index?qid=20080114102134AAd RpnN

1.3 La permeabilidad K de flujo a través de un lecho empacado poroso de partículas se define como: 8𝑐 𝐷𝑝2 𝑅𝑒 𝐾= ( ) 32 𝑓 Donde Dp es el diámetro de las partículas, Re es adimensional (número de Reynolds), f es adimensional (factor de fricción). ¿Qué unidades tiene K en el a) Sistema estadounidense para ingeniería? b) SI?

1.7

En el sistema estadounidense la conductividad térmica es : 𝒌=

𝑩𝑻𝑼 (𝒉)(𝒇𝒕𝟐 )(° 𝑭⁄𝒇𝒕)

Transfórmela a: 𝒌𝑱 (𝒅𝒊𝒂)(𝒎𝟐 )(° 𝑪⁄𝒄𝒎)

1.37

Las formulas estructurales de la figura P 1.37 corresponden a vitaminas:

a) ¿Cuántas libras del compuesto hay en las siguientes cantidades (hágalo para cada una de las vitaminas)? I. 2.00g mol II. 16 g b) ¿Cuántos gramos del compuesto hay en las siguientes cantidades (hágalo para cada una de las vitaminas)? I. 1.00 lb-mol II. 12 lb

1.41 Se le pide preparar una disolución para laboratorio de H2SO4 0.10 molar (0.10 mol H2SO4/L)a partir de H2SO4 concentrado (96.0%). De un manual obtiene el peso específico relativo del H2SO4 al 96.0%, que es 1.858. calcule: a) El peso de ácido al 96.0% necesario para preparar un litro de disolución. b) El volumen de ácido al 96.0% utilizado por litro de disolución. c) La densidad de la disolución 0.1 molar. d) Las ppm de H2SO4 en la disolución 0.1 molar. e) f) https://mx.answers.yahoo.com/question/index?qid=201010290 83731AAfRROJ

1.60 Tiene 25 lb de un gas con la siguiente composición: 𝐶 𝐻 = 80% 𝐶2 𝐻4 = 10% 𝐶2 𝐻6 = 10% ¿Cuál es el peso molecular promedio de la mezcla? ¿Cuál es la fracción peso (masa) de cada uno de los componentes de la mezcla?

1.65 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. 𝟎% 𝒎𝒐𝒍 𝒅𝒆 𝑪 El peso molecular del argón es 40 y el C es 50. Calcule: a) El peso molecular de B. b) El peso molecular promedio de la mezcla.

1.84 El medido de presión de una torre de proceso indica un vacío de 3.35 pulg Hg. El barómetro indica 29.31 pulg Hg. ¿Cuál es la presión absoluta dentro de la torre en mm Hg?

1.88 Examine la figura P1.88. Por la tubería fluye aceite (densidad = 0.91 g/cm3), y la velocidad de flujo se mide con un manómetro de mercurio (densidad = 13.546 g/cm3), si la diferencia de altura entre las dos ramas de manómetro es de 0.78 pulg, ¿Cuál es la diferencia de presión correspondiente entre los puntos A y B, en mm Hg? ¿en qué punto, A o B, es mayor la presión? La temperatura es de 60°F.

http://www.darwinmilenium.com/estudiante/fisica/Temario/Tema4.htm

1.106 𝐴𝑔𝑁𝑂3 + 𝑁𝑎𝐶𝑙 → 𝐴𝑔𝐶𝑙 + 𝑁𝑎𝑁𝑂3 a) ¿Cuántos gramos de nitrato de plata harán falta para reaccionar con 5.00 g de cloruro de sodio? b) ¿Cuántos gramos de nitrato de plata se requieren para la precipitación de 5.00 g de cloruro de plata? c) ¿Cuántos gramos de nitrato de plata equivalen a 5.00 g de nitrato de sodio? d) ¿Cuántos gramos de cloruro de sodio se necesitan para precipitar la plata de 5.00 g de nitrato de plata? e) ¿Cuántos gramos de cloruro de sodio se agregaron a nitrato de plata si se precipitaron 5.00 g de cloruro de plata? f) ¿Cuántas libras de cloruro de sodio equivalen a 5.00 libras de nitrato de plata? g) ¿Cuántas libras de cloruro de plata se precipitan con 5.00 lb de nitrato de plata? h) ¿Cuántas libras de cloruro de plata se precipitan con 5.00 lb de cloruro de sodio? i) ¿Cuántas libras de cloruro de sodio equivalen a 5.00 lb de nitrato de plata?

1.107 Una planta fabrica CO, líquido tratando piedra caliza dolomítica con ácido sulfúrico comercial. El análisis de la dolomita es el siguiente: 68.0% CaCO3, 30.0% MgCO3 y 2.0% SiO2; el ácido es 94% H2SO4 y 6% H2O. Calcule: a) Las libras de CO, producidas por tonelada de dolomita tratada. b) Las libras de ácido comercial requeridas por tonelada de dolomita tratada. Suponga que las reacciones son completas.