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LTFM P-05
LTFM P-05
LTFM P-05
INGENIERÍA QUÍMICA
PROFESORA:
INTEGRANTES: CÓDIGO:
FECHA:
10 DE MARZO DE 2023
CICLO 2023A
1
ÍNDICE
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
Guantes Anemómetro
Balanza analítica
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:
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.
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
5
DIAGRAMA DE FLUJO
SI
Se puede
entrar
Medir peso y diámetro (con el vernier) de la esfera de naftaleno.
6
EVIDENCIAS
7
DATOS REQUERIDOS
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
𝜇𝜇 1.93×10−5 𝑃𝑃𝑃𝑃⋅𝑠𝑠
𝑁𝑁𝑆𝑆𝑆𝑆 = = = 2.2034
𝜌𝜌 𝐷𝐷𝐴𝐴𝐴𝐴 (1.113 𝑘𝑘𝑘𝑘/𝑚𝑚3 )�7.87×10−6 𝑚𝑚2 /𝑠𝑠�
● Número de Sherwood
′
● Correlación del Número de Sherwood para calcular 𝑘𝑘𝑐𝑐
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
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
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
𝜇𝜇 1.93×10−5 𝑃𝑃𝑃𝑃⋅𝑠𝑠
𝑁𝑁𝑆𝑆𝑆𝑆 = = = 2.2034
𝜌𝜌 𝐷𝐷𝐴𝐴𝐴𝐴 (1.113 𝑘𝑘𝑘𝑘/𝑚𝑚3 )�7.87×10−6 𝑚𝑚2 /𝑠𝑠�
● Número de Sherwood
′
● 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
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
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�
● Número de Sherwood
′
● Correlación del Número de Sherwood para calcular 𝑘𝑘𝑐𝑐
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
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
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
𝜇𝜇 1.93×10−5 𝑃𝑃𝑃𝑃⋅𝑠𝑠
𝑁𝑁𝑆𝑆𝑆𝑆 = = = 2.2034
𝜌𝜌 𝐷𝐷𝐴𝐴𝐴𝐴 (1.113 𝑘𝑘𝑘𝑘/𝑚𝑚3 )�7.87×10−6 𝑚𝑚2 /𝑠𝑠�
● Número de Sherwood
′
● Correlación del Número de Sherwood para calcular 𝑘𝑘𝑐𝑐
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
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
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
𝜇𝜇 1.93×10−5 𝑃𝑃𝑃𝑃⋅𝑠𝑠
𝑁𝑁𝑆𝑆𝑆𝑆 = = = 2.2034
𝜌𝜌 𝐷𝐷𝐴𝐴𝐴𝐴 (1.113 𝑘𝑘𝑘𝑘/𝑚𝑚3 )�7.87×10−6 𝑚𝑚2 /𝑠𝑠�
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
′
● Correlación del Número de Sherwood para calcular 𝑘𝑘𝑐𝑐
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
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
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.
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.
(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).
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?
(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
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.
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
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)
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Líquido. Recuperado de:
https://exa.unne.edu.ar/quimica/quimgeneral/temas_parciales/Unidad_06_Est
ados_Solido_y_L_quido_1_.pdf
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Acosta Guerrero, D., Rivera Jairo, D., Gutiérrez Pérez, E., Ortega Castro, V., Terán
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Cengel, Y., & Ghajar, A. (2011). Transferencia De Calor Y Masa (4.a ed.).
MCGRAW HILL EDDUCATION
21
Ficha de datos de seguridad
conforme al Reglamento (CE) no 1907/2006 (REACH) modificado por 2015/830/UE
artículo: 6714
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
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
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.
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.
Número CE 202-049-5
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
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.
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]
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
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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 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
27