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BALANCES DE MASA Y ENERGÍA

 

RODRIGO LONDOÑO GARCÍA

 

 

 

 

 

135 

Balances de masa y energía 

2,33*t

2

 + 789,49*t 

– 79023,03 = 0. 

 

Resolviendo para t, se obtiene t = 80,82 °C. 

 

4.6.3

 Calcule la temperatura final de la mezcla y la entalpía de la misma, cuando se mezclan 5 

kg/s de HCl (ac)  al 10% y 15 °C con 8 kg/s de HCl (ac) al 30% y 35 °C en un recipiente aislado. 

 

Base de cálculo: 1 s de operación. 

 

Balance total de masa: m

1

 + m

2

 = m

F

, o sea: 5 kg + 8 kg = m

F

 

→ m

F

 = 13 kg. 

Balance parcial de masa para el HCl: 0,1*m

1

 + 0,3*m

2

 = (x

HCl

)*(m

F

). 

(0,1)*(5 kg) + (0,3)*(8 kg) = (13 kg)* (x

HCl

) → x

HCl

 = 0,223. 

 

Balance de entalpía: m

1

h

1

 + m

2

h

2

 = m

F

h

F

 

 

Del diagrama entalpía concentración para soluciones acuosas de HCl, se obtienen los siguientes 

valores: h

1

 = -57 BTU/lb = -31,67 kcal/kg y h

2

 = -178 BTU/lb = -98,89 kcal/kg. 

 

Reemplazando: (5 kg)*(-31,67 kcal/kg) + (8 kg)*(- 98,89 kcal/kg) = (13 kg)*(h

F

). 

Entonces: h

F

 = -73,04 kcal/kg. 

 

Ubicando  este  valor  en  el  diagrama  entalpía  concentración  y  haciéndolo  coinicidir  con  un 

porcentaje del 22,3% se obtiene una temperatura de 30 °C. 

 

La entalpía de la mezcla es (-73,04 kcal/kg)*(13 kg) = -949,52 kcal. 

 

4.6.4

  Una  solución  al  5%  en  masa  de  H

2

SO

4

  a  60  °F  se  concentrará  hasta  el  40%  en  masa 

evaporando parte del agua que contiene. La solución concentrada y el vapor de agua emergen del 

evaporador a 180 °F y 1 atm. Calcúlese la velocidad a la cual se debe transferir calor al evaporador 

para procesar 1000 lbm/h de la solución de alimentación. 

                                        



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