Balance de Materia y Energia 2

Resuelva correctamente los siguientes problemas. Con la siguiente información conteste lo que se le pide: Una fábrica que produce pulpa de frutas tiene el siguiente plan de producción: Producto(pulpa)

Consumo materia prima

Piña

500 kg/h

Funcionamiento

Envases utilizados

96 días/año Recipiente de vidrio de 750 g 1 turno de 8 h/día Durazno

Recipientes de diámetro= 2,76 in 900 lb/min

Densidad=1,8 g/cm3

250 días/año Altura= 0,39 ft

El producto terminado se contiene en un 75% respecto a la cantidad de materia prima utilizada y la temperatura del proceso es de 11°C. Con base al plan de producción, calcule: 1) a) El producto elaborado en Ton/h de piña y durazno. -PIÑA

El producto terminado se contiene en un 75% respecto a la cantidad de materia

Ahora a Ton/h:

-DURAZNO

El producto terminado se contiene en un 75% respecto a la cantidad de materia

Ahora a Ton/h:

b) El producto elaborado en kg/año de piña y durazno. -PIÑA

El producto terminado se contiene en un 75% respecto a la cantidad de materia

-DURAZNO

El producto terminado se contiene en un 75% respecto a la cantidad de materia

2) La cantidad de envases/año. Para el durazno efectúe el cálculo

considerando el contenido en cm3. -PIÑA

-DURAZNO Volumen del envase:

Producto elaborado = 36774000 kg/año Densidad = 1,8 g/cm3 Entonces:

N° envases

3) Exprese la temperatura del proceso en °F

Una empresa desea adquirir un generador de vapor para su proceso y tiene las siguientes opciones: Tipo de generador de vapor

Combustible

Consumo

Capacidad calorífica

Costo del combustible

Densidad

1

Gas

1,3 lb/h

11650 kcal/kg

1,55 $/lb

1,2 g/L

2

Gasolina

0,8 m3/turno

42,3 BTU/g

15 $/gal

0,85 g/cm3

3

Diésel

1350 L/día

42,49 cal/g

90 $/ft3

0,91 g/cm3

Nota: La empresa trabaja un turno de 8 horas por día.

4) La cantidad de energía en forma de calor que genera cada equipo en 3 horas de trabajo. Exprese sus resultados en BTU (considere que calor= masa x capacidad calorífica). GAS

Convertimos a BTU:

Entonces en 3 h de consumo, la energía será:

GASOLINA

---En masa:

42,3 BTU/g

Entonces en 3 h de consumo, la energía será:

DIESEL

Convertimos a BTU:

Entonces en 3 h de consumo, la energía será:

6) Si se requieren 1,55 x 106 kcal en el proceso, ¿cuál sería la opción más

adecuada?

7) Según los cálculos anteriores, ¿Cuál sería la mejor opción a elegir? La mejor opción es la GASOLINA. Con la siguiente información resuelva lo que se le pide: Una empresa que fabrica empaques automotrices trabajan 7 horas efectivas cada día (un turno) y durante la operación presenta los siguientes consumos de energía con esta información determine: Energía o Energético Gasolina

Consumo 10 gal/semestre

Costo

Gas

5 kg/día

2,50 $/

Electricidad

10 kW h/día

0,003 $/

130 $/

8) Costo de operación de la fábrica durante 15 días hábiles.

a) x(

b)

c)

9) Si la gasolina tiene un poder calorífico de 11,83

, ¿Cuál será la cantidad en

y el gas de

utilizado durante 5 días de

trabajo por concepto de utilizar gasolina, gas y electricidad? a)

10)Proporcione las dimensiones para la Reynold.

= Diámetro,

Densidad,

donde

Número de

Velocidad,

= viscosidad

(centiPoise).

ADIMENSIONAL

11) ¿Cuánta energía potencial en ft lb, tiene un tambor de 100lb suspendido 10ft sobre la superficie de la Tierra con referencia a dicha superficie? Tambor: - Masa: - Altura: Conversión:

��=45.35 ��×9.8 ��2

12) Cien libras de agua fluyen por una tubería a razón de energía cinética tiene el agua en - Masa: - Velocidad: 10

-

Conversión:

?

, ¿Cuánta

50,303 cal = A ft lb 13)Convierta 130

a) K

c) R

14)La conductividad térmica del aluminio a 32 valor equivalente a 0°C en términos de

117

=117

es 117

, calcule el

.

=

15)La capacidad calorífica del , donde

dada y está dada por la relación se expresa en

.Modifique la

fórmula de modo que la expresión resultante tenga asociadas las unidades

.

Conversión:

16)Un cubo de hierro mide 2cm por lado y tiene masa de 62,9g. Calcule se densidad en kg/m3.

17)La torre Eiffel tiene 984 pies de altura, exprese esta unidad en: a) m

b) cm

c) yd

18) ¿Cuál es la dimensión del lado de un cubo cuyo volumen d de 3

375cm3?

19)¿Cuál es el volumen en galones de un tanque d dimensiones: ¿largo = 2m, ancho= 0?50yd, y alto = 5in?

21)Un estudiante hizo tres mediciones de peso de un objeto: 19.17 oz, 9.15 g, 18.4 lb. ¿Cuál es el promedio en peso del objeto en mg?

 19.17 oz

 9.15 g

 18.4 lb

PROMEDIO PROMEDIO 22)La densidad del alcohol es de 0.8

. ¿Cuál es el peso de 5 galones

de esta sustancia?





23)Calcule la densidad de un bloque de madera en y tiene las dimensiones de



,

por

, el cual pesa .





24)La capacidad calorífica a presión constante del agua a 200°F es de . Calcule el 

en

. 

25)El valor de la constante R de los gases ideales es , exprese el valor en 

.

26) Una ecuación simplificada para la trasmisión de calor de un tubo de aires es

, donde en

es

la

a)

b)

es el coeficiente de trasferencia de calor

, es el área, Q es la cantidad de calor en diferencia

de

temperaturas

en

27) Una unidad muy empleada para medir presiones es el bar

,

¿Cuál sería la presión en la Ciudad de México en dicha unidad?

=

7) De la ecuación

obtiene

la

unidad

está en dinas,

conocida

equivalencia entre un tesla

como

gauss

y un gauss.

.

,

se

Obtenga

la

29) La densidad del aluminio metálica es de 2,7cm -3Sabiendo que un mol de átomos tiene una masa de 26,91815g (peso atómico): a) Calcule el volumen que ocupa cada átomo de aluminio

b) Obtenga el radio de una esfera con ese volumen en cm, m y A

30)Si un avión viaja al doble de la velocidad del sonido es su velocidad en millas por hora y en

, ¿Cuál