S07.s1 OUPI - 2022-2 PROBLEMAS.pdf

1. OPERACIONES UNITARIAS Y
PROCESOS INDUSTRIALES
Semana 7
ING. JUAN TOLEDO GUERRA

2. AGUA DE CALDERO ( FONDOS)
PARAMETROS VALOR
Sólidos Totales disueltos 4500 ppm
pH 6,0
Dureza 150 ppm CaCO3
Hierro 2 ppm
Sulfitos 40 ppm

3. Al finalizar la sesión, el estudiante, aplica las correlaciones
de balance de energia a las reacciones, a través de la
resolución de ejercicios.
Logro de aprendizaje:

4. Importancia
Los balances de energía es una de las herramientas más
importantes con las que cuenta la ingeniería de procesos y se
utilizan para conocer los flujos energía en las reacciones
químicas.

5. * Ejercicios
.
CONTENIDO

6. Ejercicio 1
Calcule el ∆H a 1100 °K para la reacción en fase gaseosa
CO2(g) + H2(g)  CO(g) + H2O(g)
CO2(g) H2(g) CO(g) H2O(g)
∆H°f Kcal/mol -94.05 ----- -26,42 -57,8
SUSTANCIA Cp(T)
CO(g) 6,42 + 0,00167 T - 0,196 * 10 -6 T 2
CO2(g) 6,214 + 0,0104 T - 3,55 * 10 -6 T 2
H2O(g) 7,256 + 0,00230 T + 0,28 * 10 -6 T 2
H2(g) 6,947 - 0,0002 T + 0,48 * 10 -6 T 2

7. Ejercicio 2
Una caldera de vapor de acero pesa 500 Lb, contiene 200 lb de agua. Considerando que se
suministra el 70% del calor producido por la combustión del propano a la caldera-agua.
¿Cuántas moles de propano a 150°C se necesitaran para elevar la temperatura de la
caldera-agua, desde 20°C a 90°C. El aire ingresa a 25°C, la combustión requiere de un 40%
de oxígeno en exceso y los humos de combustión salen a 900°C.
Ce acero: 0,11 cal/g°C
Cp propano: 8,4 cal/mol°C
El calor de combustión del propano es 2218,8 kJ/mol
CO2 N2 O2 H2O
Cp(cal/mol°C) 6,3 6,2 7,8 8,1

8. Ejercicio 3
Calcule ∆H:
CH4(g,1 atm,300°K)  CH4(g,1 atm, 700°K)
Si el CpCH4 = 3,381 + 0,0180 T – 4,30* 10-6 T2

9. Pongamos en práctica
lo aprendido ……….

10. Ejercicio 1
Calcule ∆𝐻 a 1000K de la reacción ½ H2(g) + ½ Cl2(g)  HCl(g)
Sabiendo que a 25°C la entalpia de formación del HCl(g) es -22,06
Kcal/mol y considerando las ecuaciones de Cp
SUSTANCIA Cp(T) cal/mol K
HCl(g) 6,7 + 0,00084 T
H2(g) 6,62 + 0,00081 T
Cl2(g) 8,28 + 0,00056 T

11. Ejercicio 2
Se lleva a cabo la siguiente reacción:
C2H6(g) + 2H2O(g)  2CO(g) + 5H2(g)
Si los reactantes ingresan a 140 °C y los productos salen a 220°C.
A partir de 100 C2H6(g) y el agua se encuentra en un 20% en exceso. Si
la reacción tiene un rendimiento del 80%.
¿El proceso es exotérmico o endotérmico e indique su valor en kcal?

12. Hoy hemos aprendido ………….