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LTFM P-05

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UNIVERSIDAD DE GUADALAJARA

Centro Universitario de la Ciénega


División de Desarrollo Biotecnológico

INGENIERÍA QUÍMICA

LTFM – P05 DIFUSIÓN DE NAFTALENO EN AIRE CALIENTE EN CONVECCIÓN


VERTICAL
Laboratorio de Transferencia de Masa

PROFESORA:

Dra. Lucila del Carmen Arias Patiño

INTEGRANTES: CÓDIGO:

García Ruíz Thelma Lizbeth 220788941

Velázquez González Lizbeth 220788925

Ruiz Salazar Diana Arisbeth 220788992

FECHA:

10 DE MARZO DE 2023

CICLO 2023A

1
ÍNDICE

DIFUSIÓN DE NAFTALENO EN AIRE CALIENTE EN CONVECCIÓN VERTICAL .............. 3


COMPETENCIA A DESARROLLAR ..................................................................................... 3
OBJETIVO ............................................................................................................................ 3
MATERIALES Y/O EQUIPOS ............................................................................................... 3
INVESTIGACIÓN .................................................................................................................. 3
PROCEDIMIENTO ................................................................................................................ 5
DIAGRAMA DE FLUJO......................................................................................................... 6
EVIDENCIAS ........................................................................................................................ 7
DATOS REQUERIDOS......................................................................................................... 8
CÁLCULOS .......................................................................................................................... 8
Medición 1 ......................................................................................................................... 9
Medición 2 ....................................................................................................................... 10
Medición 3 ....................................................................................................................... 11
Medición 4 ....................................................................................................................... 13
Medición 5 ....................................................................................................................... 14
CUESTIONARIO................................................................................................................. 16
OBSERVACIONES ............................................................................................................. 19
CONCLUSIONES ............................................................................................................... 20
BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA (Formato APA) ................................................................. 21
ANEXO DE HOJAS DE SEGURIDAD ................................................................................. 21

2
LTFM – P05
DIFUSIÓN DE NAFTALENO EN AIRE CALIENTE EN CONVECCIÓN VERTICAL

Fecha: 10/03/2023

COMPETENCIA A DESARROLLAR
Manipula el equipo necesario para definir las variables que le ayudarán a determinar
la difusividad en un sistema gaseoso
OBJETIVO
Calcular la difusividad del naftaleno en el aire

MATERIALES Y/O EQUIPOS

Material Reactivos Equipo

Vidrio de reloj Naftaleno Vernier digital

Guantes Anemómetro

Balanza analítica

Difusor de gases vertical

INVESTIGACIÓN
Se puede definir a la difusión como el mecanismo por el cual la materia es
transportada a través de ella misma. Tanto los gases como los sólidos y los líquidos
se desplazan en el espacio con el transcurso del tiempo y están en constante
movimiento. En los sólidos, estos movimientos están restringidos, debido a los
enlaces que mantienen los átomos en las posiciones de equilibrio. Sin embargo, las
vibraciones térmicas permiten que algunos de ellos se muevan (Metalografía y
Tratamientos Térmicos, 2012).

Los valores de la difusividad dependen de muchas variables entre las que están:

● El tipo de mecanismo de difusión: El hecho de que la difusión sea intersticial


o sustitucional afectará la difusividad; de igual manera los átomos pequeños
pueden difundirse intersticialmente en la red cristalina de átomos mayores del
solvente.

3
● La temperatura a la cual ocurre la difusión: Si la temperatura aumenta en el
sistema la difusividad también se ve incrementada.
● El tipo de estructura cristalina de la red matriz: Una estructura cristalina
BCC que posee un factor de empaquetamiento de 0.68 ayuda a que la
difusividad sea mayor que una red FCC que posee un factor de
empaquetamiento de 0.74.
● El tipo de imperfecciones cristalinas: La mayoría de estructuras abiertas
permiten una difusión más rápida de los átomos.
● La concentración de las especies que se difunden: Las concentraciones
mayores de átomos de soluto difundible afectarán la difusividad.

El naftaleno es un sólido blanquecino el cual normalmente es encontrado en los


combustibles fósiles y puede tener uso doméstico como un repelente de polillas. Es
de olor muy fuerte pero no del todo desagradable, es muy inflamable y de fácil
evaporación. Al estar expuesto al aire se degrada por la humedad, luz solar y algunas
bacterias. Este es insoluble en agua pero muy soluble en compuestos de disolventes
orgánicos como tolueno y benceno (Acosta Guerrero, et al., 2020).

La convección es el modo de transferencia de calor en la que el calor se transfiere


desde un sólido a un fluido (o gas) adyacente en movimiento. La convección
comprende dos elementos:

● Transferencia de energía debido al movimiento molecular aleatorio (difusión)


y
● Transferencia de energía por movimiento macroscópico o masivo del fluido
(advección).

A medida que la capa del fluido adyacente a la superficie caliente va adquiriendo


mayor temperatura, su densidad disminuye (a presión constante la densidad es
inversamente proporcional a la temperatura) y se vuelve flotante. Un fluido más frío
(más pesado) y cercano a la superficie reemplaza al que se va calentando y así se
forma un patrón de formas de circulación, esto explica lo que es el mecanismo de
convección.

4
La convección forzada se utiliza un medio externo, tal como un ventilador o una bomba, para
acelerar el paso del flujo del fluido sobre la cara del sólido. El movimiento rápido de las
partículas de fluido sobre la cara del sólido maximiza el gradiente de temperatura y aumenta
la tasa de intercambio de calor.

PROCEDIMIENTO

1. Comience midiendo el peso de la esfera de naftaleno y su diámetro con


ayuda del vernier.

2. Coloque la esfera de naftaleno en la canastilla que se encuentra en el


tubo del difusor.

3. Una vez colocada la esfera, encienda el secador y mida la velocidad del


aire caliente que este expulsa utilizando el anemómetro.

4. Tome lectura de la velocidad del aire y su temperatura cada 15 min.


Cada vez que se hagan estas lecturas, se debe retirar la esfera de
naftaleno de la canastilla y repetir el paso uno y dos.

5. Se repite este último paso por lo menos 5 veces.

6. Realizar los cálculos procedentes.

5
DIAGRAMA DE FLUJO

LTFM-P05 Conseguir lo que


DIFUSIÓN DE NAFTALENO hace falta
EN AIRE CALIENTE EN
NO

¿Se tiene el equipo


Dirigirse al laboratorio. de protección
adecuado?

SI
Se puede
entrar
Medir peso y diámetro (con el vernier) de la esfera de naftaleno.

Colocar esfera de naftaleno en en la canastilla del


tubo del difusor.

Encender secador y medir velocidad de aire caliente expulsado con el

Tomar lectura de la velocidad del aire y temperatura cada 15

Retirar esfera de SI ¿Se realizó otra


naftaleno de la lectura?

6
EVIDENCIAS

7
DATOS REQUERIDOS

Medición Tiempo Peso de Velocidad Temperatura Temperatura Diámetro


(min) Naftaleno (m/s) con con de
(g) anemómetro termómetro Naftaleno
(ºC) (ºC) (mm)

Inicial 0 3.6004 9.0 43.5 66.0 18.77

1 15 3.0363 8.7 56.7 66.5 18.26

2 30 2.4877 8.3 57.6 65.7 17.39

3 45 1.9908 8.9 59.2 66.9 15.51

4 60 1.5898 8.7 56.8 65.6 14.23

5 75 1.1898 8.7 55.8 66.4 13.80

Calcular temperatura promedio de las obtenidas en el termómetro:

66.5 + 65.7 + 66.9 + 65.6 + 66.4


𝑇𝑇 = = 66.22°𝐶𝐶 + 273.15 ≈ 339.37 °𝐾𝐾
5
La práctica se realizó a una presión de 1 atm

CÁLCULOS
Calculando el coeficiente de difusividad del naftaleno en aire por medio de la ecuación de
Fuller y colaboradores:

1 1 1/2
1 × 10−7 𝑇𝑇 1.75 �𝑀𝑀 + 𝑀𝑀 �
𝐴𝐴 𝐵𝐵
𝐷𝐷𝐴𝐴𝐴𝐴 =
𝑃𝑃[(𝑣𝑣𝐴𝐴 )1/3 (𝑣𝑣
+ 𝐵𝐵 )1/3 ]2

Datos:
𝑣𝑣𝐵𝐵,𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 = 20.1
𝑣𝑣𝐴𝐴,𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛 = 10(16.5) + 8(1.98) = 180.84
𝑀𝑀𝐴𝐴,𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛 = 128.1705 𝑘𝑘𝑘𝑘 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚/𝑘𝑘𝑘𝑘 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑙𝑙
𝑀𝑀𝐵𝐵,𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 = 29 𝑘𝑘𝑘𝑘 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚/𝑘𝑘𝑘𝑘 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑙𝑙

1 1 1/2
1×10−7 (339.37 𝐾𝐾)1.75 � + �
128.1705 𝑘𝑘𝑘𝑘 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚/𝑘𝑘𝑘𝑘 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 29 𝑘𝑘𝑘𝑘 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚/𝑘𝑘𝑘𝑘 𝑚𝑚𝑜𝑜𝑜𝑜
𝐷𝐷𝐴𝐴𝐴𝐴 = 1/3 1/3 2
= 7.87 ×
1 𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎�(180.84) +(20.1) �
−6 2
10 𝑚𝑚 /𝑠𝑠

8
Medición 1

Datos:
𝜇𝜇𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 = 1.93 × 10−5 𝑃𝑃𝑃𝑃 ⋅ 𝑠𝑠
𝜌𝜌𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 = 1.113 𝑘𝑘𝑘𝑘/𝑚𝑚3
𝑣𝑣𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 = 8.7 𝑚𝑚/𝑠𝑠
𝐷𝐷𝑃𝑃 = 18.26 𝑚𝑚𝑚𝑚/1000 = 0.01826 𝑚𝑚

● Número de Schmidt y Reynolds

𝜇𝜇 1.93×10−5 𝑃𝑃𝑃𝑃⋅𝑠𝑠
𝑁𝑁𝑆𝑆𝑆𝑆 = = = 2.2034
𝜌𝜌 𝐷𝐷𝐴𝐴𝐴𝐴 (1.113 𝑘𝑘𝑘𝑘/𝑚𝑚3 )�7.87×10−6 𝑚𝑚2 /𝑠𝑠�

𝐷𝐷𝑃𝑃 𝑣𝑣𝑣𝑣 (0.01826 𝑚𝑚)(8.7 𝑚𝑚/𝑠𝑠)�1.113 𝑘𝑘𝑘𝑘/𝑚𝑚3 �


𝑁𝑁𝑅𝑅𝑅𝑅 = = 1.93×10−5 𝑃𝑃𝑃𝑃⋅𝑠𝑠
= 9161.3164
𝜇𝜇

El Número de Schmidt está en el rango 0.6-2.7 y El número de Reynolds en el rango 1-


48000, por lo tanto usamos la siguiente correlación:

● Número de Sherwood

𝑁𝑁𝑆𝑆ℎ = 2 + 0.552 𝑁𝑁𝑅𝑅𝑅𝑅 0.53 𝑁𝑁𝑆𝑆𝑆𝑆 1/3


𝑁𝑁𝑆𝑆ℎ = 2 + 0.552 (9161.3164)0.53 (2.2034)1/3 = 92.3943


● Correlación del Número de Sherwood para calcular 𝑘𝑘𝑐𝑐

𝐷𝐷𝑃𝑃 𝑁𝑁𝑆𝑆ℎ 𝐷𝐷𝐴𝐴𝐴𝐴


𝑁𝑁𝑆𝑆ℎ = 𝑘𝑘′𝑐𝑐 ⇒ 𝑘𝑘′𝑐𝑐 =
𝐷𝐷𝐴𝐴𝐴𝐴 𝐷𝐷𝑃𝑃
(92.3943) �7.87×10−6 𝑚𝑚2 /𝑠𝑠�
𝑘𝑘′𝑐𝑐 = 0.01826 𝑚𝑚
= 0.0398 𝑚𝑚/𝑠𝑠

● Utilizando equivalencia para convertir 𝑘𝑘𝑐𝑐 a kG en gases

𝑃𝑃 𝑘𝑘′𝑐𝑐
𝑘𝑘′𝑐𝑐 = 𝑘𝑘′𝐺𝐺 𝑃𝑃 ⇒ 𝑘𝑘′𝐺𝐺 =
𝑅𝑅𝑅𝑅 𝑅𝑅𝑅𝑅
0.0398 𝑚𝑚/𝑠𝑠 −8 𝑘𝑘𝑘𝑘 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚
𝑘𝑘′𝐺𝐺 = 𝑘𝑘𝑘𝑘 𝑚𝑚2
= 1.4110 × 10 𝑠𝑠
�8314 �(339.27 𝐾𝐾)
𝑠𝑠2

Suponemos el que el naftaleno está muy diluido, es decir, una cantidad muy pequeña de
naftaleno se difunde en una gran cantidad de aire, por lo tanto, la presión parcial media
logarítmica del componente B sería muy cercana a 1:

𝑃𝑃𝐵𝐵𝐵𝐵 ≈ 1

Sabiendo que

9
𝑘𝑘′𝐺𝐺 𝑘𝑘𝑘𝑘 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚
𝑘𝑘𝐺𝐺 = ⇒ 𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃 𝑙𝑙𝑙𝑙 𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡: 𝑘𝑘𝐺𝐺 ≈ 𝑘𝑘′𝐺𝐺 ≈ 1.4110 × 10−8
𝑃𝑃𝐵𝐵𝐵𝐵 𝑠𝑠

● Calcular el flujo específico del naftaleno

Datos
𝑃𝑃𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣,𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛 = (0.555 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 ∗ 101325 𝑃𝑃𝑃𝑃)/760 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = 73.9939 𝑃𝑃𝑃𝑃
𝑃𝑃𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 = 0 𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 (𝑒𝑒𝑒𝑒 𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒á 𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙 𝑑𝑑𝑑𝑑 𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛)

𝑘𝑘𝑘𝑘 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚
𝑁𝑁𝐴𝐴 = 𝑘𝑘𝐺𝐺 (𝑃𝑃𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛 − 𝑃𝑃𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 ) = �1.4110 × 10−8 � (73.9939 𝑃𝑃𝑃𝑃 − 0 𝑃𝑃𝑃𝑃)
𝑠𝑠
𝑘𝑘𝑘𝑘 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚
𝑁𝑁𝐴𝐴 = 1.0440 × 10−6
𝑠𝑠 𝑚𝑚2

● Calcular la cantidad total evaporada

𝐴𝐴𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒 = 𝜋𝜋𝐷𝐷𝑃𝑃 2 = 𝜋𝜋(0.01826 𝑚𝑚)2 = 1.0475 × 10−3 𝑚𝑚2

𝑘𝑘𝑘𝑘 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 𝑘𝑘𝑘𝑘 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚


𝑁𝑁𝐴𝐴 𝐴𝐴𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒 = �1.0440 × 10−6 � (1.0475 × 10−3 𝑚𝑚2 ) = 1.0936 × 10−9
𝑠𝑠 𝑚𝑚2 𝑠𝑠

Medición 2

Datos:
𝜇𝜇𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 = 1.93 × 10−5 𝑃𝑃𝑃𝑃 ⋅ 𝑠𝑠
𝜌𝜌𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 = 1.113 𝑘𝑘𝑘𝑘/𝑚𝑚3
𝑣𝑣𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 = 8.3 𝑚𝑚/𝑠𝑠
𝐷𝐷𝑃𝑃 = 17.39 𝑚𝑚𝑚𝑚/1000 = 0.01739 𝑚𝑚

● Número de Schmidt y Reynolds

𝜇𝜇 1.93×10−5 𝑃𝑃𝑃𝑃⋅𝑠𝑠
𝑁𝑁𝑆𝑆𝑆𝑆 = = = 2.2034
𝜌𝜌 𝐷𝐷𝐴𝐴𝐴𝐴 (1.113 𝑘𝑘𝑘𝑘/𝑚𝑚3 )�7.87×10−6 𝑚𝑚2 /𝑠𝑠�

𝐷𝐷𝑃𝑃 𝑣𝑣𝑣𝑣 (0.01739 𝑚𝑚)(8.3 𝑚𝑚/𝑠𝑠)�1.113 𝑘𝑘𝑘𝑘/𝑚𝑚3 �


𝑁𝑁𝑅𝑅𝑅𝑅 = = 1.93×10−5 𝑃𝑃𝑃𝑃⋅𝑠𝑠
= 8323.6829
𝜇𝜇

El Número de Schmidt está en el rango 0.6-2.7 y El número de Reynolds en el rango 1-


48000 , por lo tanto usamos la siguiente correlación:

● Número de Sherwood

𝑁𝑁𝑆𝑆ℎ = 2 + 0.552 𝑁𝑁𝑅𝑅𝑅𝑅 0.53 𝑁𝑁𝑆𝑆𝑆𝑆 1/3


𝑁𝑁𝑆𝑆ℎ = 2 + 0.552 (8323.6829)0.53 (2.2034)1/3 = 87.9153


● Correlación del Número de Sherwood para calcular 𝑘𝑘𝑐𝑐

10
𝐷𝐷𝑃𝑃 𝑁𝑁𝑆𝑆ℎ 𝐷𝐷𝐴𝐴𝐴𝐴
𝑁𝑁𝑆𝑆ℎ = 𝑘𝑘′𝑐𝑐 ⇒ 𝑘𝑘′𝑐𝑐 =
𝐷𝐷𝐴𝐴𝐴𝐴 𝐷𝐷𝑃𝑃
(87.9153) �7.87×10−6 𝑚𝑚2 /𝑠𝑠�
𝑘𝑘′𝑐𝑐 = 0.01739 𝑚𝑚
= 0.03978 𝑚𝑚/𝑠𝑠

● Utilizando equivalencia para convertir 𝑘𝑘𝑐𝑐 a kG en gases

𝑃𝑃 𝑘𝑘′𝑐𝑐
𝑘𝑘′𝑐𝑐
= 𝑘𝑘′𝐺𝐺 𝑃𝑃 ⇒ 𝑘𝑘′𝐺𝐺 =
𝑅𝑅𝑅𝑅 𝑅𝑅𝑅𝑅
0.03978 𝑚𝑚/𝑠𝑠 −8 𝑘𝑘𝑘𝑘 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚
𝑘𝑘′𝐺𝐺 = 𝑘𝑘𝑘𝑘 𝑚𝑚2
= 1.4103 × 10 𝑠𝑠
�8314 �(339.27 𝐾𝐾)
𝑠𝑠2

Suponemos el que el naftaleno está muy diluido, es decir, una cantidad muy pequeña de
naftaleno se difunde en una gran cantidad de aire, por lo tanto, la presión parcial media
logarítmica del componente B sería muy cercana a 1:

𝑃𝑃𝐵𝐵𝐵𝐵 ≈ 1

Sabiendo que
𝑘𝑘′𝐺𝐺 𝑘𝑘𝑘𝑘 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚
𝑘𝑘𝐺𝐺 = ⇒ 𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃 𝑙𝑙𝑙𝑙 𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡: 𝑘𝑘𝐺𝐺 ≈ 𝑘𝑘′𝐺𝐺 ≈ 1.4103 × 10−8
𝑃𝑃𝐵𝐵𝐵𝐵 𝑠𝑠

● Calcular el flujo específico del naftaleno

Datos
𝑃𝑃𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣,𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛 = (0.555 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 ∗ 101325 𝑃𝑃𝑃𝑃)/760 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = 73.9939 𝑃𝑃𝑃𝑃
𝑃𝑃𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 = 0 𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 (𝑒𝑒𝑒𝑒 𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 𝑒𝑒𝑠𝑠𝑠𝑠á 𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙 𝑑𝑑𝑑𝑑 𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛)

𝑘𝑘𝑘𝑘 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚
𝑁𝑁𝐴𝐴 = 𝑘𝑘𝐺𝐺 (𝑃𝑃𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛 − 𝑃𝑃𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 ) = �1.4103 × 10−8 � (73.9939 𝑃𝑃𝑃𝑃 − 0 𝑃𝑃𝑃𝑃)
𝑠𝑠
𝑘𝑘𝑘𝑘 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚
𝑁𝑁𝐴𝐴 = 1.0435 × 10−6 𝑠𝑠 𝑚𝑚2

● Calcular la cantidad total evaporada

𝐴𝐴𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒 = 𝜋𝜋𝐷𝐷𝑃𝑃 2 = 𝜋𝜋(0.01739 𝑚𝑚)2 = 9.5006 × 10−4 𝑚𝑚2

𝑘𝑘𝑘𝑘 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 𝑘𝑘𝑘𝑘 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚


𝑁𝑁𝐴𝐴 𝐴𝐴𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒 = �1.0435 × 10−6 � (9.5006 × 10−4 𝑚𝑚2 ) = 9.9139 × 10−10
𝑠𝑠 𝑚𝑚2 𝑠𝑠

Medición 3

Datos:
𝜇𝜇𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 = 1.93 × 10−5 𝑃𝑃𝑃𝑃 ⋅ 𝑠𝑠
𝜌𝜌𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 = 1.113 𝑘𝑘𝑘𝑘/𝑚𝑚3
𝑣𝑣𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 = 8.9 𝑚𝑚/𝑠𝑠
𝐷𝐷𝑃𝑃 = 15.51 𝑚𝑚𝑚𝑚/1000 = 0.01551 𝑚𝑚

11
● Número de Schmidt y Reynolds

𝜇𝜇 1.93×10−5 𝑃𝑃𝑃𝑃⋅𝑠𝑠
𝑁𝑁𝑆𝑆𝑆𝑆 = = = 2.2034
𝜌𝜌 𝐷𝐷𝐴𝐴𝐴𝐴 (1.113 𝑘𝑘𝑘𝑘/𝑚𝑚3 )�7.87×10−6 𝑚𝑚2 /𝑠𝑠�

𝐷𝐷𝑃𝑃 𝑣𝑣𝑣𝑣 (0.01551 𝑚𝑚)(8.9 𝑚𝑚/𝑠𝑠)�1.113 𝑘𝑘𝑘𝑘/𝑚𝑚3 �


𝑁𝑁𝑅𝑅𝑅𝑅 = = 1.93×10−5 𝑃𝑃𝑃𝑃⋅𝑠𝑠
= 7960.4874
𝜇𝜇

El Número de Schmidt está en el rango 0.6-2.7 y El número de Reynolds en el rango 1-


48000 , por lo tanto usamos la siguiente correlación:

● Número de Sherwood

𝑁𝑁𝑆𝑆ℎ = 2 + 0.552 𝑁𝑁𝑅𝑅𝑅𝑅 0.53 𝑁𝑁𝑆𝑆𝑆𝑆 1/3


𝑁𝑁𝑆𝑆ℎ = 2 + 0.552 (7960.4874)0.53 (2.2034)1/3 = 85.9076


● Correlación del Número de Sherwood para calcular 𝑘𝑘𝑐𝑐

𝐷𝐷𝑃𝑃 𝑁𝑁𝑆𝑆ℎ 𝐷𝐷𝐴𝐴𝐴𝐴


𝑁𝑁𝑆𝑆ℎ = 𝑘𝑘′𝑐𝑐 ⇒ 𝑘𝑘′𝑐𝑐 =
𝐷𝐷𝐴𝐴𝐴𝐴 𝐷𝐷𝑃𝑃
(85.9076) �7.87×10−6 𝑚𝑚2 /𝑠𝑠�
𝑘𝑘′𝑐𝑐 = 0.01551 𝑚𝑚
= 0.04359 𝑚𝑚/𝑠𝑠

● Utilizando equivalencia para convertir 𝑘𝑘𝑐𝑐 a kG en gases

𝑃𝑃 𝑘𝑘′𝑐𝑐
𝑘𝑘′𝑐𝑐= 𝑘𝑘′𝐺𝐺 𝑃𝑃 ⇒ 𝑘𝑘′𝐺𝐺 =
𝑅𝑅𝑅𝑅 𝑅𝑅𝑅𝑅
0.04359 𝑚𝑚/𝑠𝑠 −8 𝑘𝑘𝑘𝑘 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚
𝑘𝑘′𝐺𝐺 = 𝑘𝑘𝑘𝑘 𝑚𝑚2
= 1.5449 × 10 𝑠𝑠
�8314 �(339.37 𝐾𝐾)
𝑠𝑠2

Suponemos el que el naftaleno está muy diluido, es decir, una cantidad muy pequeña de
naftaleno se difunde en una gran cantidad de aire, por lo tanto, la presión parcial media
logarítmica del componente B sería muy cercana a 1:

𝑃𝑃𝐵𝐵𝐵𝐵 ≈ 1

Sabiendo que
𝑘𝑘′𝐺𝐺 𝑘𝑘𝑘𝑘 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚
𝑘𝑘𝐺𝐺 = ⇒ 𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃 𝑙𝑙𝑙𝑙 𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡: 𝑘𝑘𝐺𝐺 ≈ 𝑘𝑘′𝐺𝐺 ≈ 1.5449 × 10−8
𝑃𝑃𝐵𝐵𝐵𝐵 𝑠𝑠

● Calcular el flujo específico del naftaleno

Datos
𝑃𝑃𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣,𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛 = (0.555 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 ∗ 101325 𝑃𝑃𝑃𝑃)/760 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = 73.9939 𝑃𝑃𝑃𝑃
𝑃𝑃𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 = 0 𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 (𝑒𝑒𝑒𝑒 𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒á 𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙 𝑑𝑑𝑑𝑑 𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛)

12
𝑘𝑘𝑘𝑘 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚
𝑁𝑁𝐴𝐴 = 𝑘𝑘𝐺𝐺 (𝑃𝑃𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛 − 𝑃𝑃𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 ) = �1.5449 × 10−8 � (73.9939 𝑃𝑃𝑃𝑃 − 0 𝑃𝑃𝑃𝑃)
𝑠𝑠
𝑘𝑘𝑘𝑘 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚
𝑁𝑁𝐴𝐴 = 1.1431 × 10−6 𝑠𝑠 𝑚𝑚2

● Calcular la cantidad total evaporada

𝐴𝐴𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒 = 𝜋𝜋𝐷𝐷𝑃𝑃 2 = 𝜋𝜋(0.01551 𝑚𝑚)2 = 7.5574 × 10−4 𝑚𝑚2

𝑘𝑘𝑘𝑘 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 𝑘𝑘𝑘𝑘 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚


𝑁𝑁𝐴𝐴 𝐴𝐴𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒 = �1.1431 × 10−6 � (7.5574 × 10−4 𝑚𝑚2 ) = 8.6389 × 10−10
𝑠𝑠 𝑚𝑚2 𝑠𝑠

Medición 4

Datos:
𝜇𝜇𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 = 1.93 × 10−5 𝑃𝑃𝑃𝑃 ⋅ 𝑠𝑠
𝜌𝜌𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 = 1.113 𝑘𝑘𝑘𝑘/𝑚𝑚3
𝑣𝑣𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 = 8.7 𝑚𝑚/𝑠𝑠
𝐷𝐷𝑃𝑃 = 14.23 𝑚𝑚𝑚𝑚/1000 = 0.01423 𝑚𝑚

● Número de Schmidt y Reynolds

𝜇𝜇 1.93×10−5 𝑃𝑃𝑃𝑃⋅𝑠𝑠
𝑁𝑁𝑆𝑆𝑆𝑆 = = = 2.2034
𝜌𝜌 𝐷𝐷𝐴𝐴𝐴𝐴 (1.113 𝑘𝑘𝑘𝑘/𝑚𝑚3 )�7.87×10−6 𝑚𝑚2 /𝑠𝑠�

𝐷𝐷𝑃𝑃 𝑣𝑣𝑣𝑣 (0.01423 𝑚𝑚)(8.7 𝑚𝑚/𝑠𝑠)�1.113 𝑘𝑘𝑘𝑘/𝑚𝑚3 �


𝑁𝑁𝑅𝑅𝑅𝑅 = = 1.93×10−5 𝑃𝑃𝑃𝑃⋅𝑠𝑠
= 7139.4048
𝜇𝜇

El Número de Schmidt está en el rango 0.6-2.7 y El número de Reynolds en el rango 1-


48000 , por lo tanto usamos la siguiente correlación:

● Número de Sherwood

𝑁𝑁𝑆𝑆ℎ = 2 + 0.552 𝑁𝑁𝑅𝑅𝑅𝑅 0.53 𝑁𝑁𝑆𝑆𝑆𝑆 1/3


𝑁𝑁𝑆𝑆ℎ = 2 + 0.552 (7139.4048)0.53 (2.2034)1/3 = 81.2035


● Correlación del Número de Sherwood para calcular 𝑘𝑘𝑐𝑐

𝐷𝐷𝑃𝑃 𝑁𝑁𝑆𝑆ℎ 𝐷𝐷𝐴𝐴𝐴𝐴


𝑁𝑁𝑆𝑆ℎ = 𝑘𝑘′𝑐𝑐 ⇒ 𝑘𝑘′𝑐𝑐 =
𝐷𝐷𝐴𝐴𝐴𝐴 𝐷𝐷𝑃𝑃
(81.2035) �7.87×10−6 𝑚𝑚2 /𝑠𝑠�
𝑘𝑘′𝑐𝑐 = 0.01423 𝑚𝑚
= 0.0449 𝑚𝑚/𝑠𝑠

● Utilizando equivalencia para convertir 𝑘𝑘𝑐𝑐 a kG en gases

𝑃𝑃 𝑘𝑘′𝑐𝑐
𝑘𝑘′𝑐𝑐 = 𝑘𝑘′𝐺𝐺 𝑃𝑃 ⇒ 𝑘𝑘′𝐺𝐺 =
𝑅𝑅𝑅𝑅 𝑅𝑅𝑅𝑅

13
0.0449 𝑚𝑚/𝑠𝑠 𝑘𝑘𝑘𝑘 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚
𝑘𝑘′𝐺𝐺 = 𝑘𝑘𝑘𝑘 𝑚𝑚2
= 1.5913 × 10−8 𝑠𝑠
�8314 2 �(339.37 𝐾𝐾)
𝑠𝑠

Suponemos el que el naftaleno está muy diluido, es decir, una cantidad muy pequeña de
naftaleno se difunde en una gran cantidad de aire, por lo tanto, la presión parcial media
logarítmica del componente B sería muy cercana a 1:

𝑃𝑃𝐵𝐵𝐵𝐵 ≈ 1

Sabiendo que
𝑘𝑘′𝐺𝐺 𝑘𝑘𝑘𝑘 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚
𝑘𝑘𝐺𝐺 = ⇒ 𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃 𝑙𝑙𝑙𝑙 𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡: 𝑘𝑘𝐺𝐺 ≈ 𝑘𝑘′𝐺𝐺 ≈ 1.5913 × 10−8
𝑃𝑃𝐵𝐵𝐵𝐵 𝑠𝑠

● Calcular el flujo específico del naftaleno

Datos
𝑃𝑃𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣,𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛 = (0.555 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 ∗ 101325 𝑃𝑃𝑃𝑃)/760 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = 73.9939 𝑃𝑃𝑃𝑃
𝑃𝑃𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 = 0 𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 (𝑒𝑒𝑒𝑒 𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒á 𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙 𝑑𝑑𝑑𝑑 𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛)

𝑘𝑘𝑘𝑘 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚
𝑁𝑁𝐴𝐴 = 𝑘𝑘𝐺𝐺 (𝑃𝑃𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛 − 𝑃𝑃𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 ) = �1.5913 × 10−8 � (73.9939 𝑃𝑃𝑃𝑃 − 0 𝑃𝑃𝑃𝑃)
𝑠𝑠
𝑘𝑘𝑘𝑘 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚
𝑁𝑁𝐴𝐴 = 1.1775 × 10−6
𝑠𝑠 𝑚𝑚2

● Calcular la cantidad total evaporada

𝐴𝐴𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒 = 𝜋𝜋𝐷𝐷𝑃𝑃 2 = 𝜋𝜋(0.01423 𝑚𝑚)2 = 6.3615 × 10−4 𝑚𝑚2

𝑘𝑘𝑘𝑘 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 𝑘𝑘𝑘𝑘 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚


𝑁𝑁𝐴𝐴 𝐴𝐴𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒 = �1.1775 × 10−6 � (6.3615 × 10−4 𝑚𝑚2 ) = 7.4907 × 10−10
𝑠𝑠 𝑚𝑚2 𝑠𝑠

Medición 5

Datos:
𝜇𝜇𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 = 1.93 × 10−5 𝑃𝑃𝑃𝑃 ⋅ 𝑠𝑠
𝜌𝜌𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 = 1.113 𝑘𝑘𝑘𝑘/𝑚𝑚3
𝑣𝑣𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 = 8.7 𝑚𝑚/𝑠𝑠
𝐷𝐷𝑃𝑃 = 13.80 𝑚𝑚𝑚𝑚/1000 = 0.01380 𝑚𝑚

● Número de Schmidt y Reynolds

𝜇𝜇 1.93×10−5 𝑃𝑃𝑃𝑃⋅𝑠𝑠
𝑁𝑁𝑆𝑆𝑆𝑆 = = = 2.2034
𝜌𝜌 𝐷𝐷𝐴𝐴𝐴𝐴 (1.113 𝑘𝑘𝑘𝑘/𝑚𝑚3 )�7.87×10−6 𝑚𝑚2 /𝑠𝑠�

𝐷𝐷𝑃𝑃 𝑣𝑣𝑣𝑣 (0.01380 𝑚𝑚)(8.7 𝑚𝑚/𝑠𝑠)�1.113 𝑘𝑘𝑘𝑘/𝑚𝑚3 �


𝑁𝑁𝑅𝑅𝑅𝑅 = = 1.93×10−5 𝑃𝑃𝑃𝑃⋅𝑠𝑠
= 6923.6673
𝜇𝜇

14
El Número de Schmidt está en el rango 0.6-2.7 y El número de Reynolds en el rango 1-
48000 , por lo tanto usamos la siguiente correlación:

● Número de Sherwood

𝑁𝑁𝑆𝑆ℎ = 2 + 0.552 𝑁𝑁𝑅𝑅𝑒𝑒 0.53 𝑁𝑁𝑆𝑆𝑆𝑆 1/3


𝑁𝑁𝑆𝑆ℎ = 2 + 0.552 (6923.6673)0.53 (2.2034)1/3 = 79.9259


● Correlación del Número de Sherwood para calcular 𝑘𝑘𝑐𝑐

𝐷𝐷𝑃𝑃 𝑁𝑁𝑆𝑆ℎ 𝐷𝐷𝐴𝐴𝐴𝐴


𝑁𝑁𝑆𝑆ℎ = 𝑘𝑘′𝑐𝑐 ⇒ 𝑘𝑘′𝑐𝑐 =
𝐷𝐷𝐴𝐴𝐴𝐴 𝐷𝐷𝑃𝑃
(79.9259) �7.87×10−6 𝑚𝑚2 /𝑠𝑠�
𝑘𝑘′𝑐𝑐 = 0.01380 𝑚𝑚
= 0.0456 𝑚𝑚/𝑠𝑠

● Utilizando equivalencia para convertir 𝑘𝑘𝑐𝑐 a kG en gases

𝑃𝑃 𝑘𝑘′𝑐𝑐
𝑘𝑘′𝑐𝑐
= 𝑘𝑘′𝐺𝐺 𝑃𝑃 ⇒ 𝑘𝑘′𝐺𝐺 =
𝑅𝑅𝑅𝑅 𝑅𝑅𝑅𝑅
0.0456 𝑚𝑚/𝑠𝑠 −8 𝑘𝑘𝑘𝑘 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚
𝑘𝑘′𝐺𝐺 = 𝑘𝑘𝑘𝑘 𝑚𝑚2
= 1.6161 × 10 𝑠𝑠
�8314 �(339.37 𝐾𝐾)
𝑠𝑠2

Suponemos el que el naftaleno está muy diluido, es decir, una cantidad muy pequeña de
naftaleno se difunde en una gran cantidad de aire, por lo tanto, la presión parcial media
logarítmica del componente B sería muy cercana a 1:

𝑃𝑃𝐵𝐵𝐵𝐵 ≈ 1

Sabiendo que
𝑘𝑘′𝐺𝐺 𝑘𝑘𝑘𝑘 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚
𝑘𝑘𝐺𝐺 = ⇒ 𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃 𝑙𝑙𝑙𝑙 𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡: 𝑘𝑘𝐺𝐺 ≈ 𝑘𝑘′𝐺𝐺 ≈ 1.6161 × 10−8
𝑃𝑃𝐵𝐵𝐵𝐵 𝑠𝑠

● Calcular el flujo específico del naftaleno

Datos
𝑃𝑃𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣,𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛 = (0.555 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 ∗ 101325 𝑃𝑃𝑃𝑃)/760 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = 73.9939 𝑃𝑃𝑃𝑃
𝑃𝑃𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 = 0 𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 (𝑒𝑒𝑒𝑒 𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 𝑒𝑒𝑠𝑠𝑠𝑠á 𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙 𝑑𝑑𝑑𝑑 𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛)

𝑘𝑘𝑘𝑘 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚
𝑁𝑁𝐴𝐴 = 𝑘𝑘𝐺𝐺 (𝑃𝑃𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛 − 𝑃𝑃𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 ) = �1.6161 × 10−8 � (73.9939 𝑃𝑃𝑃𝑃 − 0 𝑃𝑃𝑃𝑃)
𝑠𝑠
𝑘𝑘𝑘𝑘 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚
𝑁𝑁𝐴𝐴 = 1.1958 × 10−6 𝑠𝑠 𝑚𝑚2

● Calcular la cantidad total evaporada

𝐴𝐴𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒 = 𝜋𝜋𝐷𝐷𝑃𝑃 2 = 𝜋𝜋(0.01380 𝑚𝑚)2 = 5.9828 × 10−4 𝑚𝑚2

15
𝑘𝑘𝑘𝑘 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 𝑘𝑘𝑘𝑘 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚
𝑁𝑁𝐴𝐴 𝐴𝐴𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒 = �1.1958 × 10−6 � (5.9828 × 10−4 𝑚𝑚2 ) = 7.1543 × 10−10
𝑠𝑠 𝑚𝑚2 𝑠𝑠

CUESTIONARIO

1.- Investigue la hoja de seguridad del naftaleno, con el fin de que el alumno logre
comprender las precauciones necesarias al manejarlo. Mencione dichas precauciones.

● Protección personal: al manipular el naftaleno, se recomienda usar guantes, gafas de


protección, ropa protectora y una máscara de respiración.
● Ventilación: es importante trabajar en un área bien ventilada para evitar la
acumulación de vapores.
● Almacenamiento: el naftaleno debe almacenarse en un lugar fresco y seco, lejos de
cualquier fuente de ignición y de materiales combustibles.
● Evitar el contacto con la piel: el naftaleno puede ser irritante para la piel. Si entra en
contacto con la piel, lave bien la zona afectada con agua y jabón.
● Evitar la ingestión: el naftaleno es tóxico si se ingiere. Mantenga el naftaleno fuera del
alcance de los niños y las mascotas.
● Desecho adecuado: el naftaleno debe ser desechado de manera adecuada. Consulte
las regulaciones locales sobre cómo desechar el naftaleno de forma segura.
● Monitoreo de exposición: es importante monitorear la exposición al naftaleno en el
lugar de trabajo. Los niveles de exposición deben ser monitoreados y mantenerse
dentro de los límites de exposición permisibles.

2.- ¿Qué es transferencia de masa por convección?

La convección de masa (o transferencia de masa por convección) es el mecanismo de


transferencia de masa entre una superficie y un fluido en movimiento en el que intervienen
tanto la difusión de masa como el movimiento de la masa de fluido. El movimiento del fluido
mejora también en forma considerable la transferencia de masa, al quitar el fluido con alta
concentración cercano a la superficie y reemplazarlo por el de concentración más baja que
se encuentra más alejado (Cengel & Ghajar, 2011).

En la convección de masa se define una capa límite de concentración de manera análoga a


la capa límite térmica y se determinan nuevos parámetros adimensionales, que son las
contrapartes de los números de Prandtl y de Nusselt (Cengel & Ghajar, 2011).

3.- Menciona dos ejemplos de convección natural.

● Difusión de gases en la atmósfera: Los gases en la atmósfera pueden moverse debido


a las diferencias de densidad causadas por las diferencias en la concentración de
gases. Por ejemplo, el dióxido de carbono es más denso que el aire y tiende a
acumularse en áreas bajas, mientras que el oxígeno es más liviano que el aire y tiende
a elevarse hacia la parte superior de la atmósfera. Este proceso de difusión de gases
se ve afectado por la temperatura y la presión atmosférica.

16
● Difusión de sustancias en la tierra: En la tierra, la transferencia de masa por
convección natural también juega un papel en la difusión de sustancias en el suelo.
Las diferencias de concentración de sustancias en el suelo pueden crear gradientes
de densidad que generan flujos de masa. Por ejemplo, la absorción de nutrientes por
las raíces de las plantas depende de la difusión de nutrientes en el suelo.

(Bird, Stewart, Lightfoot, 2006)

4.- Menciona dos ejemplos de convección forzada.

La transferencia de masa por convección forzada se refiere al transporte de masa en un fluido


que es impulsado por un flujo externo, como el flujo de un líquido a través de un tubo o la
circulación de aire en un conducto.

● Evaporación en un intercambiador de calor: La evaporación en un intercambiador de


calor es un ejemplo común de transferencia de masa por convección forzada. Un
líquido caliente se hace circular a través de un tubo y el vapor generado se condensa
en una superficie fría. La evaporación y la condensación implican la transferencia de
masa por convección forzada debido al flujo del líquido.

● Lixiviación en la minería: La lixiviación es un proceso en el que se extraen los metales


de los minerales mediante la aplicación de disolventes. En la minería, la transferencia
de masa por convección forzada se utiliza para aumentar la velocidad de lixiviación,
donde se hace circular el disolvente a través de los minerales para acelerar la
transferencia de masa.

(Geankoplis, 2010)

5.- ¿Qué difusión es más rápida, gas-sólido o líquido-sólido y por qué?

La velocidad de la difusión de una especie química depende de varios factores, incluyendo la


temperatura, la presión, la concentración y la naturaleza de las especies involucradas. En
general, la difusión de gases es más rápida que la de líquidos, debido a que los gases tienen
una mayor movilidad molecular y no están sujetos a la viscosidad y densidad de los líquidos
(Bird, Stewart, Lightfoot, 2006).

La ley de difusión de Fick establece que la velocidad de difusión es proporcional al gradiente


de concentración y a la constante de difusión. Para un gas que se difunde en un sólido, la
constante de difusión es mayor que para un líquido que se difunde en un sólido, lo que
significa que la velocidad de difusión del gas será mayor que la del líquido (Geankoplis, 2010).

Además, los gases tienen una menor masa molecular y son más pequeños en tamaño que
los líquidos, lo que les permite moverse más rápidamente a través de los espacios
intermoleculares en los sólidos. Esto se debe a que los gases tienen una mayor velocidad
media de las moléculas debido a la energía cinética y, por lo tanto, pueden superar las fuerzas
intermoleculares más fácilmente que los líquidos (Treybal, 1998).

En resumen, la difusión de gases en sólidos es más rápida que la difusión de líquidos en


sólidos debido a la mayor movilidad molecular de los gases y la menor masa y tamaño de las

17
moléculas gaseosas, lo que les permite moverse más fácilmente a través de los espacios
intermoleculares en los sólidos.

6.- ¿Qué números adimensionales son necesarios para el cálculo del coeficiente de
transferencia de masa kc?

● Número de Schmidt (Sc): Este número adimensional relaciona la difusividad molecular


con la viscosidad del fluido y la densidad de masa del fluido. Se utiliza para describir
la transferencia de masa en líquidos.
● Número de Reynolds (Re): Este número adimensional describe la relación entre las
fuerzas inerciales y las fuerzas viscosas en un fluido. Se utiliza para describir el flujo
de fluidos.
● Número de Sherwood (Sh): Este número adimensional relaciona el coeficiente de
transferencia de masa con las propiedades físicas del fluido y las condiciones de
operación. Se utiliza para describir la transferencia de masa en fluidos.

(Geankoplis, 2010).

Medidas de seguridad y salud ocupacional (el alumno los investiga previo a entrar al
laboratorio)
● Mantener estrictas normas de higiene
● No fumar ni comer en el sitio de trabajo
● Seguir el reglamento del laboratorio para evitar accidentes.
● Asegurarse de disponer el material necesario y adecuado antes de iniciar un
experimento.
● Conocer la reactividad de los productos empleados y las posibles reacciones.
● Mantener en todo momento las batas y los vestidos abrochados
● Utilizar en todo momento gradillas y soportes.
● Al terminar el trabajo, asegurarse de la desconexión de aparatos, agua, gases. etc
● No abandonar objetos personales en mesas de trabajo.
● No ingerir alimentos en el laboratorio.
● En la mesa de trabajo no habrá más reactivos que los que se vayan a utilizar en ese
momento.
● Etiquetar debidamente las soluciones preparadas en el laboratorio
● Lavarse las manos antes de abandonar el laboratorio.
● Llevar recogido el cabello.
● No llevar pulseras, colgantes o mangas anchas que pudieran engancharse en los
montajes
● Mantener alejado de fuentes de calor.
● Evitar su liberación al medio ambiente.
● Llevar guantes/gafas de protección, guantes de nitrilo.
● Mantener el producto alejado de los desagües y de las aguas superficiales y
subterráneas.
● La protección respiratoria es necesaria para: Formación de polvo.

18
Disposición de desechos físicos, químicos
Elimine el producto y su recipiente como residuos peligrosos. Eliminar el contenido/el
recipiente de conformidad con la normativa local, regional, nacional o internacional.
Producto altamente tóxico en ambientes marinos. Disponga de acuerdo a las
regulaciones ambientales locales. Es necesario el almacenaje correcto ya que dichos
materiales serán reutilizados. Limpiar muy bien las partículas pequeñas y no arrojarlas
al desagüe para evitar una obstrucción.

OBSERVACIONES

GARCÍA RUÍZ THELMA LIZBETH

Al iniciar esta práctica se tenía el secador en la temperatura más elevada que era de
aproximadamente 89.7°C ya que se creía que al decir “aire caliente” en el título de la
misma pues hacía referencia al máximo nivel, pero con el transcurrir del tiempo se
observó que aún ni siquiera habían pasado los primeros 15 minutos y la esfera de
naftaleno ya había disminuido a aproximadamente la mitad de su volumen, se avisó
a la maestra sobre lo ocurrido y se dio la indicación de disminuir la intensidad del aire
y con ello la temperatura que siguió siendo caliente pero bajo a los 65°C
aproximadamente. Con el percance ocurrido se perdió un poco de tiempo además de
que este tipo de convección (vertical) y temperatura eran un poco más difíciles de
manejar, ya que esta esfera era la que estaba sublimando de una manera más rápida.

RUIZ SALAZAR DIANA ARISBETH

Se realizaron tres prácticas que su fundamento es básicamente el mismo con el uso


de esferas de naftaleno y su difusión en el aire, solo que se aplicaron cambios en su
forma de difusión, una mediante la convección natural y dos mediante convección
forzada. En este caso se habla de una de convección forzada mediante el uso de una
secadora de cabello, al principio se utilizó la temperatura más alta y se observó cómo
se estaba evaporando rápidamente el naftaleno por lo que, se tuvo que cambiar a la
temperatura menor para que se lograra realizar la práctica con éxito.

VELÁZQUEZ GONZÁLEZ LIZBETH

Durante la realización de las tres prácticas fue necesario medir el peso y diámetro de
la naftalina para poder comparar cuánto disminuyó con el paso del tiempo de acuerdo
a las condiciones establecidas en cada práctica, además de permitirnos calcular la
difusividad del naftaleno. En esta práctica en específico, fue necesario establecer una
temperatura en la cual el naftaleno no pase a su forma gaseosa tan rápido, ya que en
un principio al ser demasiado alta esta temperatura a los 2 min ya quedaba muy poco
naftaleno, por lo que se bajó la temperatura para permitirnos hacer las 5 mediciones.

19
CONCLUSIONES

GARCÍA RUÍZ THELMA LIZBETH

Se logró realizar el objetivo de esta práctica el cual es calcular la difusividad del


naftaleno en el aire, después de medir el diámetro y el peso de la esfera de naftaleno
cada 15 minutos se obtuvieron los datos correspondientes para realizar los cálculos
precedentes, se encontró que el diámetro disminuye un promedio de unos 0.82 mm
entre cada medición, a una temperatura promedio de 66°C. Se concluye también que
de las tres prácticas realizadas esta esfera presenta un mayor cambio ya que es la
que disminuyó en mayor medida su diámetro, lo que indica que se convirtió en mayor
medida en gas en comparación con las esferas utilizadas en las otras prácticas.

RUIZ SALAZAR DIANA ARISBETH

Al terminar con la práctica y al realizar los cálculos correspondientes se cumplió con


el objetivo el cual es calcular la difusividad del naftaleno en el aire, se logró observar
como la temperatura es un factor muy importante para la difusión ya que al ser una
convección forzada se puede manipular esta. Al estar cada 15 minutos haciendo las
mediciones de peso y diámetro de la esfera de naftaleno expuesta al flujo de aire
caliente se pudo apreciar la disminución de los mismos, así como el claro olor que se
desprende en el proceso. Algo que se logró notar muy fácilmente es que de las tres
prácticas realizadas en esta es en la que se apreció un mayor cambio en el diámetro
y el peso, de igual manera, fue la que mayor olor desprende por su mayor difusión en
el aire.

VELÁZQUEZ GONZÁLEZ LIZBETH

Con los datos obtenidos durante la práctica se pudo calcular la difusividad del
naftaleno, el cual fue muy cercano a lo que marca la teoría, además se observó que
el flujo específico del naftaleno disminuyó conforme el diámetro del naftaleno también
lo hacía; esto se debe a que, en general, el flujo específico está relacionado con la
superficie de contacto entre las fases, en este caso la superficie de la esfera de
naftaleno y el medio que lo rodea. Como la superficie de contacto es proporcional al
cuadrado del diámetro de la esfera, un menor diámetro de la esfera resulta en una
superficie de contacto menor y, por lo tanto, en un flujo específico más bajo.

20
BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA (Formato APA)
Vera, M. I. (2007). QUÍMICA GENERAL Unidad VI: Estado Sólido Estado
Líquido. Recuperado de:
https://exa.unne.edu.ar/quimica/quimgeneral/temas_parciales/Unidad_06_Est
ados_Solido_y_L_quido_1_.pdf

Geankoplis C. (2010). Procesos de transporte y principios de procesos de


separación. Editorial: Patria.

Treybal, R. E. (1998). Operaciones de Transferencia de Masa. Ed. Mc Graw Hill.

Welty, J.R., Wicks, C.E., Wilson, R.E., y Rorrer, G.L. (2014). Fundamentos de
Transferencia de Momento, Calor y Masa. Editorial Limusa.

Metalografía y Tratamientos Térmicos. (2012,01 febrero). Recuperado de:


https://www.frro.utn.edu.ar/repositorio/catedras/mecanica/5_anio/metalografia
/3-Difusion_en_solidos_v2.pdf

Acosta Guerrero, D., Rivera Jairo, D., Gutiérrez Pérez, E., Ortega Castro, V., Terán
Quevedo, C., & Soto Bravo, S. J. (2020, October 23). Difusividad Naftaleno-
Aire por Convección Forzada. Recuperado de:
https://www.coursehero.com/file/72951334/GRUPO-A-E1-P9-DIFUSIVIDAD-
NAFTALENO-AIRE-POR-CONVECCI%C3%93N-FORZADApdf/

Bird, B. R., Stewart, W. E., & Lightfoot, E. N. (2006). Transport Phenomena (2nd
ed.). John Wiley & Sons, Inc.

Cengel, Y., & Ghajar, A. (2011). Transferencia De Calor Y Masa (4.a ed.).
MCGRAW HILL EDDUCATION

ANEXO DE HOJAS DE SEGURIDAD

21
Ficha de datos de seguridad
conforme al Reglamento (CE) no 1907/2006 (REACH) modificado por 2015/830/UE

Naftaleno ≥ 99% número de

artículo: 6714

fecha de emisión: 11.08.2017


Versión: 2.0 es Revisión: 06.02.2018
Reemplaza la versión de: 11.08.2017
Versión: (1)

SECCIÓN 1: Identificación de la sustancia o la mezcla y de la sociedad o la empresa


1.1 Identificador del producto
Identificación de la sustancia Naftaleno
Número de artículo 6714
Número de registro (REACH) Esta información no está disponible.
No de índice 601-052-00-2
Número CE 202-049-5
Número CAS 91-20-3
1.2 Usos pertinentes identificados de la sustancia o de la mezcla y usos desaconsejados
Usos identificados: producto químico de laboratorio
1.3 Datos del proveedor de la ficha de datos de seguridad
Carl Roth GmbH + Co KG
Schoemperlenstr. 3-5
D-76185 Karlsruhe
Alemania

Teléfono: +49 (0) 721 - 56 06 0 Fax: +49


(0) 721 - 56 06 149 e-mail:
sicherheit@carlroth.de Sitio web:
www.carlroth.de
Persona competente responsable de la ficha de : Department Health, Safety and Environment datos de
seguridad
e-mail (persona competente) : sicherheit@carlroth.de
1.4 Teléfono de emergencia
Servicios de información para casos de Poison Centre Munich: +49/(0)89 19240 emergencia
1.5 Importador

Teléfono:
Fax:
Sitio web:
SECCIÓN 2: Identificación de los peligros
2.1 Clasificación de la sustancia o de la mezcla
Clasificación según el Reglamento (CE) no 1272/2008 (CLP)

22
Clasificación según SGA

Sección Clase de peligro Clase y categoría de Indica-


peligro ción de
peligro

2.7 sólidos inflamables (Flam. Sol. 2) H228

3.1O toxicidad aguda (oral) (Acute Tox. 4) H302

3.6 carcinogenicidad (Carc. 2) H351

4.1A peligroso para el medio ambiente acuático - peligro agudo (Aquatic Acute 1) H400

4.1C peligroso para el medio ambiente acuático - peligro crónico (Aquatic Chronic 1) H410

2.2 Elementos de la etiqueta


Etiquetado según el Reglamento (CE) no 1272/2008 (CLP)

Palabra de Atención
advertencia

Pictogramas

Indicaciones de peligro
H228 Sólido inflamable
H302 Nocivo en caso de ingestión
H351 Se sospecha que provoca cáncer
H410 Muy tóxico para los organismos acuáticos, con efectos nocivos duraderos
Consejos de prudencia
Consejos de prudencia - prevención
P210 Mantener alejado de fuentes de calor. No fumar.
P273 Evitar su liberación al medio ambiente. P280
Llevar guantes/gafas de protección.
Consejos de prudencia - respuesta
P308+P313 EN CASO DE exposición manifiesta o presunta: consultar a un médico.

Reservado exclusivamente a usuarios profesionales


Etiquetado de los envases cuyo contenido no excede de 125 ml
Palabra de advertencia:
Atención Símbolo(s)

23
H351 Se sospecha que provoca cáncer.
P280 Llevar guantes/gafas de protección.
P308+P313 EN CASO DE exposición manifiesta o presunta: consultar a un médico.

2.3 Otros peligros


No hay información adicional.
SECCIÓN 3: Composición/información sobre los componentes
3.1 Sustancias
Nombre de la sustancia
Naftaleno
No de índice 601-052-00-2

Número CE 202-049-5

Número CAS 91-20-3

Fórmula molecular C10H8

Masa molar 128,2 g/mol

SECCIÓN 4: Primeros auxilios


4.1 Descripción de los primeros auxilios

Notas generales
Quitar las prendas contaminadas.
En caso de inhalación
Proporcionar aire fresco. Si aparece malestar o en caso de duda consultar a un médico.
En caso de contacto con la piel
En caso de contacto con la piel, lávese inmediata y abundantemente con agua y jabón. Si
aparece malestar o en caso de duda consultar a un médico.
En caso de contacto con los ojos
Aclarar cuidadosamente con agua durante varios minutos. Si aparece malestar o en caso de
duda consultar a un médico.
En caso de ingestión
Enjuáguese la boca con agua (solamente si la persona está consciente). En caso de
accidente o malestar, acudase inmediatamente al médico (si es posible, mostrar la etiqueta).
Llamar a un médico.

24
4.2 Principales síntomas y efectos, agudos y retardados
Trastornos gastrointestinales, Vómitos, Efectos irritantes, Espasmos
4.3 Indicación de toda atención médica y de los tratamientos especiales que deban
dispensarse inmediatamente ninguno

SECCIÓN 5: Medidas de lucha contra incendios

5.1 Medios de extinción

Medios de extinción apropiados


Coordinar las medidas de extinción con los alrededores
agua pulverizada, espuma, polvo extinguidor seco, dióxido de
carbono (CO2) Medios de extinción no apropiados chorro de
agua
5.2 Peligros específicos derivados de la sustancia o la mezcla
Combustible. Vapores pesan más que aire, se extienden sobre el suelo y producen con aire
mezclas explosivas.
Productos de combustión peligrosos
En caso de incendio pueden formarse: monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2)
5.3 Recomendaciones para el personal de lucha contra incendios
No permitir que el agua de extinción alcance el desagüe. Luchar contra el incendio desde una
distancia razonable, tomando las precauciones habituales. Llevar un aparato de respiración
autónomo.

SECCIÓN 6: Medidas en caso de vertido accidental

6.1 Precauciones personales, equipo de protección y procedimientos de


emergencia Para el personal que no forma parte de los servicios de
emergencia
La utilización de equipos de protección adecuados (incluido el equipo de protección personal
mencionado en la sección 8 de la ficha de datos de seguridad) con el fin de evitar toda posible
contaminación de la piel, los ojos y la ropa. No respirar el polvo. Evitar el contacto con la piel,
los ojos y la ropa.
6.2 Precauciones relativas al medio ambiente
Mantener el producto alejado de los desagües y de las aguas superficiales y subterráneas.
Retener y eliminar el agua de lavado contaminada.
6.3 Métodos y material de contención y de
limpieza Consejos sobre la manera de
contener un vertido Cierre de desagües.
Indicaciones adecuadas sobre la manera de limpiar un
vertido Recoger mecánicamente. Control del polvo.
Otras indicaciones relativas a los vertidos y las fugas
Colocar en recipientes apropiados para su eliminación. Ventilar la zona afectada.

25
6.4 Referencia a otras secciones
Productos de combustión peligrosos: véase sección 5. Equipo de protección personal: véase
sección 8. Materiales incompatibles: véase sección 10. Consideraciones relativas a la
eliminación: véase sección 13.

SECCIÓN 7: Manipulación y almacenamiento

7.1 Precauciones para una manipulación segura


Prever una ventilación suficiente.
• Medidas de prevención de incendios, así como las destinadas a impedir la formación
departículas en suspensión y polvo

Conservar alejado de toda llama o fuente de chispas - No fumar.


Recomendaciones sobre medidas generales de higiene en el trabajo
Lavar las manos antes de las pausas y al fin del trabajo. Manténgase lejos de alimentos,
bebidas y piensos. No fumar durante su utilización.
7.2 Condiciones de almacenamiento seguro, incluidas posibles incompatibilidades
Almacenar en un lugar seco.
Sustancias o mezclas incompatibles
Observe el almacenamiento compatible de productos químicos.
Atención a otras indicaciones
• Requisitos de ventilación
Utilización de ventilación local y general.
• Diseño específico de locales o depósitos de almacenamientoTemperatura de
almacenaje recomendada: 15 – 25 °C.
7.3 Usos
específicos
finales No
existen
informaciones.

SECCIÓN 8: Controles de exposición/protección individual

8.1 Parámetros de
control Valores
límites nacionales
Valores límites de exposición profesional (límites de exposición en el lugar de trabajo)
País Nombre del agente No CAS Anota- Identifica- VLA-ED VLA-EC Fuente
ción dor [mg/m³] [mg/m³]

ES naftaleno 91-20-3 VLA 53 80 INSHT

EU naftaleno 91-20-3 IOELV 50 2017/164/UE

Anotación
VLA-EC Valor límite ambiental-exposición de corta duración (nivel de exposición de corta duración): valor límite a
partir del cual no debe producirse ninguna exposición y que hace referencia a un periodo de 15 minutos,
salvo que se disponga lo contrario

26
Anotación
VLA-ED Valor límite ambiental-exposición diaria (límite de exposición de larga duración): tiempo medido o
calculado en relación con un período de referencia de una media ponderada en el tiempo de ocho horas

DNEL/DMEL/PNEC pertinentes y otros niveles umbrales


• valores relativos a la salud humana
Parámetro Niveles um- Objetivo de pro- Utilizado en Tiempo de exposición
brales tección, vía de ex -
posición

DNEL 25 mg/m³ humana, por inhalación trabajador (industria) crónico - efectos sistémicos

DNEL 25 mg/m³ humana, por inhala- trabajador (industria) crónico - efectos locales
ción

DNEL 3,57 mg/kg humana, cutánea trabajador (industria) crónico - efectos sistémicos
pc/día

8.2 Controles de exposición


Medidas de protección individual (equipo de protección personal)
Protección de los ojos/la cara

Utilizar gafas de protección con protección a los costados.


Protección de la piel

• protección de las manos


Úsense guantes adecuados. Adecuado es un guante de protección química probado según la
norma EN 374. Para usos especiales se recomienda verificar con el proveedor de los guantes
de protección, sobre la resistencia de éstos contra los productos químicos arriba
mencionados.
• tipo de material
NBR (Goma de nitrilo)
• espesor del material
>0,11 mm
• tiempo de penetración del material con el que estén fabricados los guantes
>480 minutos (permeación: nivel 6)
• otras medidas de protección
Hacer períodos de recuperación para la regeneración de la piel. Están recomendados los
protectores de piel preventivos (cremas de protección/pomadas).

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