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BALANCES DE MASA Y ENERGÍA

 

RODRIGO LONDOÑO GARCÍA

 

 

 

 

 

31 

Balances de masa y energía 

n

3

 = (1 atm * 419000 L) / (0,08206 L*atm*K

-1

*mol

-1

*273K)*1 kg mol / 1000 mol = 18,7 kg mol. 

 

Balance parcial para N

2

n

1

 + n

3

 = n

N24

 

 n

1

 = 54,955kmol -18,7 kg mol = 36,255 kg mol. 

V

1

 = (36255 mol * 62,36 L*mm Hg*K

-1

*mol

-1 

* 300 K) / 1238 mm Hg) = 547866 L. 

Flujo volumétrico = 547,87 m

3

 / min. 

 

1.9.5

  Empleando la ecuación de Van der Waals calcule la presión que ejerce 1,00 mol de Cl

2

 

(g) cuando ocupa un volumen de 2,00 litros a 273 K. Los valores de a y b son: a = 6,49 L

2

*atm*mol

-

2

 y b = 0,0562 L*mol

-1

.  

 

P = {nRT / (V 

– nb)} – (n

2

a / V

2

P = {1 mol*0,08206 atm*L*K

-1

*mol

-1

*273 K / (2 L 

– 1 mol * 0,0562 L mol

-1

)} 

– (1 mol

2

*6,49 L

2

 atm 

mol

-2

 / 4 L

2

P = 9,9 atm. 

Si la presión se calcula usando la ecuación de los gases ideales el resultado es 11,2 atm. 

 

1.9.6

      Un  recipiente  de  5  litros  a  -20,6º  C  contiene  100 mol  gramos  de  nitrógeno.  Estime  la 

presión en el cilindro, empleando la ecuación de estado del factor de compresibilidad. 

 

En  el  texto  Principios  Elementales  de  los  Procesos  Químicos  de  Felder  y  Rousseau,  tercera 

edición, en la tabla B.1 se encuentran los siguientes valores para el nitrógeno: 

T

C

 = 126,2 K; P

C

 = 33,5 atm. 

Se calcula la temperatura y el volumen reducidos: 

T

r

 = (-20,6 + 273)K / 126,2K = 2 

V

r

 = 33,5 atm*5 L / (100 mol*0,08206 L atm K

-1

 mol

-1

*126,2 K) = 0,162 

En la figura 5.4-4 del texto Principios Elementales de los Procesos Químicos de Felder y Rousseau, 

se determina z = 1,8. Entonces: P = (znRT) / V 

P = (1,8 * 100 mol * 0,08206 L atm K

-1

 mol

-1

 * 252,4 K)/ 5 L = 745,6 atm. 

 



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