GUÍA DE PROBLEMAS SOBRE CALOR Y PRIMERA LEY DE TERMODINÁMICA
Enviado por kimbergimenez • 15 de Noviembre de 2016 • Tarea • 697 Palabras (3 Páginas) • 547 Visitas
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UNIDAD CURRICULAR: FISICOQUÍMICA
GUÍA DE PROBLEMAS SOBRE CALOR Y PRIMERA LEY DE TERMODINÁMICA
Tomados de: Guías de problemas de: Temperatura y equilibrio térmico y balance de materia y energía combinados de Mario Yovera. (UNEY)
- Un concentrador emplea vapor de agua para el efecto de calentamiento de 450kg de jugo de guayaba, desde 20°C hasta 63°C. La capacidad calorífica promedio del jugo de guayaba es 3, 793kJ/kg*K. Calcula la energía térmica necesaria que absorbe el jugo.
- Para la producción de frutas en almíbar se emplea un jarabe de mora, el cual se calienta desde 60°F hasta 122°F. Si la energía térmica suministrada a 850Lbm del jarabe fue 44277,81BTU, determine la capacidad calorífica promedio del jarabe de mora.
- En un proceso de secado de galletas, en un secador de bandejas, se emplea aire que se calienta a través de una resistencia eléctrica. La capacidad calorífica promedio del aire es 0,25BTU/Lbm*°F. ¿Qué temperatura deberá alcanzar 100Lbmol del producto, si se le suministran 125295,25BTU de energía y si la temperatura inicial del producto fue 77°F? Nota: la masa molecular del aire es 28,97Lbm/Lbmol.
- Para recuperar n-Hexano líquido, del proceso de extracción de aceite por solvente, se enfrían 2444,44kg desde 338K hasta una temperatura T2. La capacidad calorífica promedio del n-Hexano líquido es 0,527Cal/gr*°C. Calcule la temperatura T2 sabiendo que se suministraron 189,14kJ de energía.
- En el proceso de extracción de aceite de semillas oleaginosas, se utiliza n-hexano líquido, el cual es un compuesto sin valor alimenticio y nocivo para la salud, es por ello que debe ser retirado del aceite al final del proceso. Para retirarlo se utiliza un evaporador, el cual calienta 2100kg de la mezcla n-hexano líquido y aceite, desde 35°C hasta 75°C, donde se evapora n-hexano completamente. Calcular la energía térmica mínima para calentar y evaporar el n-hexano, sabiendo que la fracción másica del n-hexano es 0,995kg/kg Mezcla. Nota:
- λ = 58Cal/gr a 75°C y Cp = 0,527Cal/gr*°C.
- Calor sensible: es aquella energía envuelta en un cambio de temperatura, sin que ocurra un cambio de fase. (Q =m*CP*ΔT)
- Calor latente: energía involucrada en un cambio de fase a temperatura constante. (Q = m*λ)
- 500kg de un puré de papas con 45% de sólidos, se introducen en un evaporador a 40°C. mediante la transferencia de calor, el producto sale del evaporador a 120°C y un porcentaje de sólidos de 80%. ¿Qué cantidad de calor se suministró, sabiendo que la cantidad de agua evaporada fue de 218,75kg y se obtuvieron 281,25kg de producto?
- 2000Lbm de jugo de parchita con 15% de sólidos se introducen en un evaporador y por medio de la transferencia de calor se obtienen 500Lbm de producto a una temperatura de 180°F y 60% de sólidos. Si en el proceso se evaporan 1500Lbm de agua, gracias a la transferencia de 1700x103kJ de energía al jugo, determine las entalpias específicas y la temperatura de entrada al evaporador.
- 250lbm de jugo de tomate con 11% de sólidos se introducen en un evaporador y por medio de la transferencia de calor salen del evaporador 50Lbm de producto a 250°F y con 55% de sólidos. Si en el proceso se transfieren 5,5X104kCal al zumo de jugo, determinar la temperatura de entrada al evaporador, sabiendo que se evaporan 200Lbm de agua.
- 100ml de un jugo de frutas, con 16°Brix, se introducen en un evaporador a 29°C y por medio de la transferencia de calor el producto sale del evaporador a 100°C y 21°Brix. La densidad de los jugos de fruta varía en función del contenido de sólidos y de la temperatura, y se calculan por medio de la ecuación:
; En g/ml[pic 1]
Para calcular el CP, utilice la fórmula:
; En kCal/kg*°C[pic 2]
Determinar la energía térmica transferida al jugo en el evaporador, sabiendo que se evaporan 25,17kg de agua y se obtienen 80,53kg de producto.
- Un alimento se introduce a un evaporador a 30°C y 20% de sólidos. La transferencia de calor hace que el producto salga a 90°C y 60% de sólidos. Determinar la cantidad de energía absorbida por el alimento, en BTU.
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