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BALANCES DE MASA Y ENERGÍA

 

RODRIGO LONDOÑO GARCÍA

 

 

 

 

 

134 

Balances de masa y energía 

Base de cálculo: 1 hora de operación. 

 

Balance total de masa: m

b

 + m

h

 = m

M

. Donde b: benceno, h: heptano y M: mezcla. 

1000 kg + 2000 kg = 3000 kg. 

 

Balance parcial de masa para el benceno: m

b

 = (m

M

)*(x

b

)  

1000 kg = (3000 kg)*(x

b

). Entonces: x

b

 = 0,333 y, por consiguiente, x

h

 = 0,667. 

 

Balance de entalpía: 

H

M

 

– H

b

 

– H

h

 = 0 

 

Cálculo del número de kg mol para el benceno, el heptano y la mezcla: 

 

Kilogramos mol de benceno = n

b

 = (1000 kg)*(1 kg mol/78 kg) = 12,82 kg mol. 

Kilogramos mol de heptano = n

h

 = (2000 kg)*(1 kg mol/100 kg) =  20 kg mol. 

Kilogramos mol de la mezcla = n

M

 = (12,82 + 20) kg mol = 32,82 kg mol. 

 

Fracción molar del benceno = y

b

 = (12,82 kg mol/32,82 kg mol) = 0,391. 

Fracción molar del heptano = y

h

 = 1 

– 0,391 = 0,609. 

 

h

M

 = (0,391)*(14,95 + 0,0558t)*(t) + (0,609)*(29,9 + 0,081t)*(t). 

h

M

 = (0,071)*(t

2

) + (24,055)*(t) 

H

M

 = [(0,071)*(t

2

) + (24,055)*(t)]*(32, 82 kg mol) kcal/ (kg mol)*(°C). 

H

M

 = 2,33*t

2

 + 789,49*t. 

 

C

Pb

 = [14,95 + (0,0558)*(35)] kcal/(Kg mol °C) = 16,9 kcal/(Kg mol °C) 

H

b

 = (12,82 kg mol)*[16,9 kcal/(kg mol °C)]*(35 °C) = 7583,03 kcal. 

 

C

Ph

 = [29,9 + (0,081)*(95)] kcal/(Kg mol °C) = 37,6 kcal/(Kg mol °C). 

H

h

 = (20 kg mol)*[ 37,6 kcal/(Kg mol °C)]*(95 °C) = 71440 kcal. 

 

Reemplazando en la ecuación del balance entálpico: 

2,33*t

2

 + 789,49*t 

– 7583,03 – 71440 = 0 



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