Question

por una tubería circula aire puro exento de dióxido de carbono a 93°C y 811mmhg de prisión, en cierto punto de recorrido se mezcla dióxido de carbono a 15°C y 1600mmhg a razon de 15 litros por segundo una muestra de la mezcla producida a la salida del tuvo registra 1,2 % molar de dióxido de carbono ¿ calcular el caudal de la corriente del aire en metros cúbicos por hora?

Answer 1

A) Fórmulas:

Ecuación de estado para gases ideales: pV = nRT

Caudal volumérico = V/t

Fracción molar: moles de compuesto / moles totales   

B) desarrollo

1) moles en la corriente de CO2

PV = nRT

V/t = 15 litros/s => divide ambos miembros entre el tiempo t:

p(V/t) = (n/t) RT => (n/t) = p (V/t) / RT

(n CO2 / t) = 1600 mmHg * 1atm/760 mmHg * 15 litro /s /[0,082 atm*litro/k*mol * 288k) =

(n CO2 / t) = 0,0008357 mol/s

2) corriente de moles totales

Fraccipón molar = (n CO2 / t) / (n totales / t) = 0,012 =>

=> (n totales / t) = (n CO2 / t) / 0,012 = 0,0008357 / 0,012 = 0,06964 mol/s

3) Fraccion molar de aire = 1 - 0,012 = 0,988

(n aire / t) = (n totales / t) * 0.988 = 0,06964 mol/s * 0,988 = 0,0688 mol/s
 
4) Ecuación de estado aplicada a la corriente de aire

p(V/t) = (n aire / t) RT => (V / t) = (n aire / t)* RT / p

=> (V / t) = (0,0688 mol/s) * 0,082 atm*litro/K*mol * 366k / (811 mmHg*1atm/760mmHg)

=> (V/t) = 1,935 litro / s = (1,935 litro/s) * (1m^3/1000 litro)*(3600 s/h) = 6,966 m^3 /h ≈ 7,0 m^3/h

Respuesta: 7,0 m^3 / h