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Guia balance 2019-2020 Factores de conversión 1) Una fábrica desea comprar un nuevo camión y debe escoger entre dos de ellos. El primero fue

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fabricado en China, cuesta 24500 dólares y rinde 28mill/gal de diésel. El segundo camión es japonés, cuesta 43200 dólares y rinde 16 km/l. si el costo de la gasolina es de 1.25 dólares / galón y si los camiones tienen el rendimiento indicado, calcule por cuantas millas tendría que manejar el segundo camión para que su menor consumo de combustible compensara su mayor costo. Se pone un impuesto a los automóviles que generan más CO2 /𝑔𝑎𝑙 combustible. Si el impuesto es de $0,005/gal. ¿Cómo influiría esto en el costo del vehículo mencionado arriba? Un poundal es la fuerza necesaria para acelerar una masa de 1lbm a la velocidad de 1 ft/𝑠 2 cuando se somete a una fuerza de 1 lbf. Se ejerce una fuerza de 355 poundals sobre un objeto de 25 slugs. ¿A qué velocidad (m/s) se acelera el objeto? Con la siguiente información conteste lo que se le pide: Una fábrica que produce pulpa de frutas tiene el siguiente plan de producción: Producto (pulpa) Consumo de Funcionamiento Envases utilizados materia prima Piña 500 kg/h 95 días/ año Recipiente de vidrio 1 turno de 8 h/ días de 750 g Durazno 900 lb/min 250 días/año Diámetro: 2.76 in Densidad = 1,8 g/cm3 1 turno de 8 h/día Altura: 0.39 ft El producto terminado se obtiene en un 75% respecto a la cantidad de materia prima utilizada y la temperatura del proceso es de 110 °C. Con base al plan de producción, calcule: a) El producto elaborado en Ton/h de piña y durazno. b) El producto elaborado en kg/año de piña y durazno. La cantidad de envases/año. Para el durazno efectúe el cálculo considerando el contenido en cm 3 Los siguientes son gases refrigerantes ¿Cuál de los siguientes gases tiene mayor volumen específico: R-717 9.99 pies 3/lbm, R-22 0.6934 gal/oz, R-134a 147.3 ml/g, aire 0.2532 m3/kg? La ecuación de estado de los gases ideales relaciona la presión absoluta, P (atm), el volumen (v litros) y el número de moles (mol) y la temperatura absoluta T (K) de un gas PV = 0,08206nT. Convierta esta ecuación a otra expresión que relacione P (psig), V(ft3), n (lb-mol) y T (°F)

Densidad 6) Determine las densidades de las siguientes sustancias en lb m/ft3: a) Un líquido con densidad 995 kg/m3 b) Un sólido con gravedad específica de 5.7. 7) Se mezclan 12 galones de un líquido A cuya densidad relativa es 0,77 con 25 galones de otro líquido B cuya densidad relativa es 0,86. Calcular el porcentaje en peso de la mezcla y de la densidad relativa de la mezcla si los volúmenes son aditivos. 8) Una solución acuosa a 25 °C que contiene 35% por peso de H2SO4 tiene una gravedad específica de 1.2563. Se requiere una cantidad de la solución al 35% que contenga 195.5 kg de H 2SO4. a) Calcule el volumen necesario (L) de la solución utilizando la gravedad específica que se indica. b) Estime el porcentaje de error que hubiera resultado si se hubieran usado las gravedades específicas de los componentes puros del H 2SO4 (GE= 1.8255) y del agua para el cálculo, en vez de la gravedad específica de la mezcla indicada.. 9) Una mezcla de etanol (alcohol etílico) y agua contiene 60% de agua en masa. a) Suponiendo que los componentes tienen aditividad de volumen, calcule la gravedad específica de la muestra a 20 °C. ¿qué volumen (en litros) de esta mezcla se requiere para suministrar 150 mol de etanol? b) Repita el inciso a) con la información adicional de que la gravedad específica de la muestra a 20 °C es 0,93518 (y, en consecuencia, no es necesario suponer aditividad de volumen) ¿qué porcentaje de error resulta de la suposición de aditividad de volumen? 10) El ácido linoleico (C18H32O2) es un ácido orgánico esencial que no puede ser creado por el organismo no puede crearlo y tiene que ser adquirido a través de la dieta. Se prepara un suplemento alimenticio con 15 libras de ácido linoleico (g: 0.898) y 5 libras de glucosa (g; 1.35) (C6H12O6) ¿Cuál es

la gravedad especifica de la mezcla, cuántos envases de 250 cm3 se necesitan para envasar el producto y cuál es la composición molar de la mezcla? Presión

11)

Lleve a cabo las siguientes conversiones de presión suponiendo, si es necesario que la presión atmosférica es 1 atm. A menos que se indique lo contrario. Las presiones dadas son absolutas. a) a) 2600 mm de Hg a psi. b) b) 275 ft de H2O a kPa c) c) 3 atm a N/𝑐𝑚2 d) d) 280 cm de Hg a dinas/𝑚2 e) e) 20 cm de Hg de vacío a atm (absolutas). f) f) 25 psig a mm de Hg (manométrica)aaaa g) g) 25psig a mm de Hg (absoluta) h) h) 325 mm de Hg a mm de Hg (manométrica) i) i) 35 psi a cm de tetracloruro de carbono

12) Un recipiente cilíndrico cuya base tiene radio de 10 cm contiene mercurio hasta una altura de 14 cm y sobre el agua una altura de 8 cm. Calcular: a. La presión absoluta en el punto situado a 7 𝑐𝑚, 14 𝑐𝑚, 18 𝑐𝑚 𝑦 22 𝑐𝑚 del fondo. b. La presión absoluta y la fuerza total en el fondo 13) La gran inundación de melaza en Boston ocurrió el 15 de enero de 1919. En ella 2.3 millones de galones de melaza cruda fluyeron de un tanque de almacenamiento de 30 pies que se rompió, dando muerte a 21 personas y lesionando a otras 150. La gravedad específica estimada de la melaza cruda es 1.4. ¿Qué masa de melaza había en el tanque en lbm y cuál era la presión en el fondo del tanque en lb/in2. 14) Se va a emplear un manómetro de mercurio de extremo abierto para medir la presión en un aparato que contiene un vapor que reacciona con el mercurio. Se coloca una capa de aceite de silicio (GE 0.92) de 10 cm sobre la parte superior del mercurio en el brazo unido al aparato. La presión atmosférica es 765 mm de Hg. a) Si el nivel de mercurio en el extremo abierto para medir la presión en un aparato es 365 mm por debajo del nivel de mercurio del otro brazo, cuál es la presión (mm Hg) en el aparato? b) La especialista en instrumental tenía que decidir qué líquido poner en el manómetro para lo cual hizo una lista de varias propiedades que debía tener dicho líquido y eligió el aceite de silicio ¿cuáles cree que fueron esas propiedades? 15) El nivel de tolueno (un hidrocarburo inflamable) en un tanque de almacenamiento fluctúa entre 10 y 400 cm respecto de la parte superior del tanque. Como es imposible ver el interior del mismo se usa un manómetro de extremo abierto con agua o mercurio como fluido manométrico para determinar el nivel de tolueno. Se une un brazo del manómetro al tanque 500cm de la parte superior. Se mantiene una capa de nitrógeno a presión atmosférica sobre el contenido del tanque:

a)

Cuando el nivel de tolueno en el tanque está 150 cm por debajo de la superficie (h= 150 cm) el nivel del fluido en el brazo abierto del manómetro está justo en el lugar donde el manómetro se conecta al tanque. Qué lectura R (cm) se obtendría si el fluido manométrico es (i) mercurio,( ii) agua? ¿Qué fluido emplearía en el manómetro? ¿por qué? b) Describa en forma breve cómo funcionaría el sistema si el manómetro se llenara sólo con tolueno. Indique las ventajas del fluido que decidió usar con respecto al tolueno. c) Cuál es el propósito de la capa de nitrógeno

Concentración 16) Calcule el volumen en mL de disolución requerida para tener lo siguiente: a) 2.14 g de cloruro de 17) 18)

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sodio a partir de una disolución 0.270 M, b) 4.30 g de etanol a partir de una disolución 1.50 M, c) 0.85 g de ácido acético (CH3COOH) a partir de una disolución 0.30 M. ¿Cuánta agua debería agregarse a una mezcla de 0.250 litros de HCl 6.00 M y 0.650 litros de HCl 4.00 M para lograr una solución final HCl 4.00 M? Supóngase que los volúmenes son aditivos. Respuesta 0.125 litros. A 0°C, la solubilidad del oxígeno en agua bajo 1 atm de aire es 14 ppm. El valor requerido para las truchas es de 6 ppm. Calcúlense cuántas gotas de aceite, representado como C20H42, se necesitan por litro de agua para hacer que el oxígeno disminuya por debajo del valor requerido, suponiendo que el aceite consume oxígeno mediante la conversión a CO2 y H2O. La densidad del aceite es de aproximadamente 0.79 g/ml; una gota equivale a 0.05 ml. Respuesta 0.06 ¿qué volumen de H2SO4 0,015 M se requiere para neutralizar una mezcla de 25 ml de NaOH 0.240 M y 45 ml de Ca(OH)2 0.06 M? resp 0.380 L El análisis de una muestra común de aire puro y seco produce el siguiente resultado: 780 900 ppm (partes por millón en volumen) de N2, 209 500 ppm de O2, 9 300 ppm de argón, y 300 ppm de CO2. a) Calcúlese la composición en peso expresada en porcentaje, b) Calcúlese la densidad de la muestra a una presión total de 1.00atm y 25°C. Respuesta, (b) 1.184 g/litro El contenido promedio de mercurio en los peces en aguas particularmente contaminadas con mercurio fue de 0.86 ppm. Supóngase que una persona ha comido diariamente 100 g de dichos peces. ¿Cuánto mercurio habrá ingerido en un año? Respuesta 31 mg, El suministro de agua potable proviene de un acuífero que contiene 2 mg/l de Fe2+. Calcula la cantidad de O2 que se necesitará para oxidarla y la cantidad de Fe(OH) 3 que se producirá. Asuma que la reacción se completa. 4Fe2+ + O2 + 10 H2O → 4 Fe(OH)3 + 8 H+ Cuántos gramos de cloruro férrico (FeCl3) se necesitan para fabricar a) 50 cm3 de una solución 0.3 M y b) 50 cm3 de una solución 5000 ppm (m/m) (considérese para efectos de calculo que la densidad de la solución es igual a la del agua). El balance de iones es la verificación de que la suma de mili-equivalentes (meq) de aniones es aproximadamente igual a la suma de mili-equivalentes de cationes; esto último aprovechando la electro-neutralidad del agua. Se analizaron cuatro aguas de manantial para sus principales elementos minerales. Los resultados del análisis se presentan a continuación. a) Establezca el balance iónico para cada uno de ellos. b) Verifique si cada análisis fue completo; Una diferencia de más del 10% en el balance iónico no es aceptable. c) Verifique la consistencia entre el análisis mineral y el contenido de residuos secos y justifique. d) Compare estas aguas entre sí.

Calcio (mg/L) Magnesio (mg/L) Sodio (mg/L) Potasio (mg/L) Bicarbonato (mg/L) Sulfato (mg/L) Cloruro (mg/L) Nitrato (mg/L)

Guitig 60.0 23.0 92.0 20.0 476.0 55.0 36.0