Operaciones y Procesos Unitarios

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

OPERACIONES Y PROCESOS UNITARIOS    2020 – I

Docente: Ing. Ana Medina Escudero

1. ¿Cuál es el equivalente en Newton de una fuerza de 2 kgxm/s2? Cual es el equivalente en lbf de una fuerza de 2 lbmxpie/s2?
2. Se tiene la siguiente ecuación:

                             D(pies) = 3t(s) + 4

a. Si la ecuación es válida. ¿Cuáles son las unidades de las constantes 3 y 4?

b. derivar una ecuación que exprese la distancia en metros en función del tiempo en minutos.

3. Señalar si la ecuación es dimensionalmente homogénea:

        ∆P = 14 L Ṽµ

                    D2

Si ∆P = es la pérdida de presión, lbf/pie2; 14 es una constante adimensional; L es la longitud de la tubería (pies); Ṽ es la velocidad del fluido (pies/s); µ es la viscosidad del fluido (lbm/piexs): D es el diámetro de la tubería (pies).

1. Que cantidad de cada uno de los siguientes hay en 100.0 lbm de CO2 (M=44.0)? (a) lb-moles de CO2 , (b) moles CO2 , (c) lb-moles de C, (d) lb-moles de O, (e) lb-moles de O2 (f) lbm de O, (g) lbm de O2 (h) moléculas de CO2
2. Una solución contiene 15% de A en masa (XA = 0.15) y 20 moles % de B (YB = 0.20)

1. Calcular la masa de A en 200 kg de solución
2. Calcular el flujo másico de A en un corriente de la solución que fluye a un ritmo de 50 lbm/h.
3. Calcular el flujo molar de B en una corriente de 1000 moles de solución por minuto.
4. Calcular la masa de una solución que contiene 300 lbm de A.

1. Una mezcla de gases tiene la siguiente composición másica: 16% O2, 4% CO, 17% CO2, 63% N2. Cuál es la composición molar?
2. Fluyen a través de una tubería 100 lbm/min de A (M=2) y 300 lbm/min de B (M=3). ¿Cuáles son las fracciones másicas y molares de A y B, el flujo másico de A, el flujo molar de B, el flujo másico total y el flujo molar total de la mezcla?
3. Un líquido tiene una densidad relativa de 0.50. ¿Cuál es su densidad en g/cm3? ¿Cuál es su densidad en lbm/pie3? ¿Cuál es la masa de 3 cm3 de este líquido? ¿Qué volumen ocupan 18 gramos?
4. Una solución acuosa 0.50 molar de ácido sulfúrico fluye hacia una unidad de proceso con un flujo de 1.25 m3/min. La densidad relativa de la solución es de 1.03. Calcular (a) la concentración másica de H2SO4. Calcular (a) la concentración másica de H2SO4 en kg/m3, (b) el flujo másico de H2SO4 en kg/s y (c) la fracción másica de H2SO4
5. Una mezcla de gases contiene 20 moles % de etileno (C2H4), 40% de etano (C2H6) y el resto de propano (C3H8).

1. Cuáles son las fracciones molares de los componentes de la mezcla (utilizar unidades SI)
2. Cuáles son las fracciones másicas

1. Se quema propano con oxígeno puro, obteniéndose dióxido de carbono y agua:

                   C3H8 + 5O2  → 3CO2 + 4H2O

El propano y el oxígeno se alimentan a la cámara de combustión en proporciones estequiométricas de 5 moles de O2/1 mol de C3H8. Calcular la fracción másica de propano en la alimentación.

1. Una solución 0.01 molar de benzoína (M=212) en metil metacrilato (Densidad MMA = 950 kg/m3) fluye a través de una tubería con un flujo másico de 100 kg/min

1. Calcular el flujo volumétrico de la solución y el flujo másico de la benzoína, Suponer Densidad solución = densidad del MMA.

1. Calcular el peso molecular promedio del aire

1. A partir de su composición molar aproximada de 79% N2, 21% O2
2. A partir de su composición másica aproximada de 76.7% N2 y 23.3% O2.

1. Se tiene la siguiente reacción química:

K2Cr2O7(ac) + KBr(ac) + H2SO4(ac)  → Cr2(SO4)3 + Br2 + K2SO4 + H2O

                Si reaccionan 100 g, 200 g y 320 g de los reactantes respectivamente.

1. Quién es el reactivo limitante.
2. Determinar la cantidad teórica en gramos de Cr2(SO4)3 que se producirá.
3. Calcular el número de moles en exceso de los dos reactantes.
4. Si en la práctica se obtienen 100 g de Cr2(SO4)3. Cuál es el rendimiento de la reacción.
5. Calcular la selectividad y la conversión.

                 Masas formula: K2Cr2O7 = 294; KBr = 119; H2SO4 = 98; Cr2(SO4)2 = 392

1.  Según la siguiente ecuación química, calcular:

                 F2O3(s) + H2SO4(ac)   →    Fe2(SO4)3(ac) + H2O(l)

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