Ejercicio N1 Construya un grfico donde evidencie el comportamiento del coeficiente de difusividad binario en gases, de las especies A y B en las situaciones planteadas a continuacin: Fije la temperatura en 100C y vare la presin desde 1 hasta 200 atm. Fije la presin en 1 atm, y vare la temperatura desde 0C hasta 400C. Escriba conclusiones relevantes de lo estudiado, mediante un anlisis crtico, considerando propiedades termodinmicas, efectos de forma y tamao molecular, naturaleza qumica de las especies, entre otros factores. Sea objetivo, y utilice un lenguaje apropiado.Nota: Debe presentar dos (02) grficos, en cada grfico el comportamiento de las dos especies en cada caso analizado, es decir, un grafo muestra como vara la difusividad de ambas especies fijando T y variando P, y en el otro la situacin inversa. Utilizar para hacer este ejercicio la correlacin de Hirschfelder Bird- Spotz, la que considera los potenciales de Lennard- Jones.PARTE A:CONDICIN Especie AEspecie B

Grupo ADixido de carbono Tolueno

Dnde: Dab: Difusividad en masa de A a travs de B 0,001858: Es una constanteT: es la temperatura absoluta en grados KelvinMa y Mb: Masa molecular de los respectivos componentesP: Presin absoluta en atmosferaA:Dimetro de colisin (Parmetros de Lennard-Jones)d: Integral de choque. Especie (A):(Especie B):

A=3,996 .

Interpolando D:

1.251.296

1.268x

1.301.273

D=1.2877

Calculamos la difusividad de A en B con los datos obtenidos y las condiciones de T y P dadas

Presin en intervalos de 30.P (atm)DAB (m2/s)

18.06E-6

302,68E-7

601,34E-7

908,95E-8

1206,71E-8

1505,37E-8

1804,47E-8

2004.03E-8

PARTE B:A presin constante y temperatura variante. T= 0C

Interpolando D:

0.901.517

0.92X

0.951.476

D=1.5006

Sustituyendo valores en la frmula:

Transformando A

Temperatura en intervalos de 40.

T (K) (K)D DAB (m2/s)

273.150.9281,5004,33E-6

313,151,0641,3975,71E-6

353,151,2001.3207,24E-6

393,151,3361.2588,92E-6

433,151,4721.2071.07E-5

473,151,6081.1641.27E-5

513,151,7431.1291.48E-5

553,151,8791.0981,70E-5

593,152,0151.0721,94E-5

633,152,1511,0482,18E-5

673,152,2871,0292,44E-5

Grficas:

Conclusin del ejercicio 1

La difusividad del compuesto es inversamente proporcional a presin ejercida sobre l, esto debido a que a mayor sea la presin menor es la rapidez con la que las molculas pueden pasar una a travs de la otra y por tanto la difusividad que tendran sera menor, as mismo si lo que se varia es la temperatura la difusividad aumenta dado a que la interaccin de las molculas es mayor y por tanto se les hace ms fcil pasar una a travs de la otra.

Ejercicio N 2:

Utilizando las tablas de difusividad, la frmula de extrapolacin, y la correlacin de Fuller (de ser necesario), estime la difusividad del componente A en la mezcla de los componentes A, B, C, y D, a las condiciones de 10atm y 180C, basado en las siguientes composiciones en peso

Composiciones en % peso(%) A(%) B(%) C(%) D

20

302030

Grupo AABCD

PentanoAireMetanoHidrogeno

MM Pentano= 72 g/molMM Aire= 29 g/molMM Metano= 16 g/molMM Hidrogeno = 2 g/mol

Composicin molar del componente A, B, C y D en la mezcla:

Composiciones molares de los componentes con respecto al pentano

Utilizando la correlacin de Fuller:

Dnde:T: es la temperatura absoluta en grados KelvinMa y Mb: Masa molecular de los respectivos componentesP: Presin absoluta en atmosfera= Volumen de difusin para cada molcula

Transformando A

Difusividad del componente A en la mezcla:

Ejercicio N3 Una Celda de Arnold en estado estacionario se utiliza para determinar la difusividad de Metanol en Aire a 298K y 1.013x105Pa. Si los resultados concuerdan con el valor que se registra en el apndice J.1 y la celda tiene una seccin transversal de 0.80cm2 y una trayectoria de difusin de 16cm. Cunto metanol debe suministrarse a la celda para mantener un nivel de lquido constante? A 298K, la Presin de vapor del metanol es de 1.7x104 y su peso especfico es de 0.7914N/m3.

Datos:A: Metanol; B: Aire NA,Z0; NB,Z=0. Apndice J.1: DA-B: 1.641 m2.Pa/s; A: 0.80cm2=8x10-5m2; z: 16cm=0.16m

Ec. para flujo de Masa en direccin unidimensional:NA,Z = YA,2=0 ; YA,1===0,1678 YB,2= 1-YA,2= 1-0= 1; YB,1= 1-YA,1= 1-0,1678= 0,8322YB,M= = = = 0,913C= = = 4,089E-2 . D== 0.081NA,Z== 7,72E-2NA,Z= =9,53E-1 NA,Z= = 11912,5