DIFUSIVIDAD

Resumen

Se escogió are y acetona para calcular por medio del tubo de Stefan el coeficiente de difusión, se midió la temperatura, y la distancia en el tubo. Con la formula de Fuller, Schettler y Giddings se calculo teóricamente el coeficiente dándonos un Dab=0.0027 cm2/s. Con los datos experimentales se calculo también el coeficiente obteniendo un error del 18% y un coeficiente promedio de 0.00301 cm2/s.

Marco Teórico

El transporte molecular de materia, a menudo llamado Difusión Ordinaria, puede describirse de manera similar a la transferencia de calor conductiva (ley de Fourier) usando la ley de Fick. Su analogía establece que el flujo de masa del componente A por unidad de área de sección transversal perpendicular a la dirección de flujo es proporcional a su gradiente de concentración.

Un método experimental para medir la difusividad másica en sistemas binarios gaseosos consiste en colocar un líquido A llenando la parte inferior de un tubo de diámetro pequeño (en la práctica es casi un capilar), colocándolo en contacto con un gas B. EL gas puro B se pasa lentamente sobre el extremo superior del tubo, manteniendo la presión parcial de A, en este punto, pag, igual a cero. La presión parcial de A en el gas adyacente a la superficie líquida, pas, se supone igual a la presión de vapor de A a la temperatura del experimento. La difusión de A a través de B ocurre en la parte del tubo llena de fase gaseosa, de longitud variable z, la velocidad de difusión se determina a partir de la velocidad de caída del nivel del líquido cuya densidad es conocida y constante, pal.

Aunque éste es claramente un caso de difusión en estado transitorio, los datos obtenidos se interpretan igualando el flujo en estado estacionario (película plana estancada o celda de Arnold) a la velocidad de evaporación calculada a partir de la velocidad de descenso de la superficie líquida.

Metodología

Resultados

Tabla 1.

T 37.4 C

Vol 10 ml

Teb 11.56

T(k) 310.55

Tabla 2.

Acetona densidad acetona 0.791 g/cm3

Aire Pbg Presion del aire en el gas

R 0.8205

Tabla 3.

Ma 58

Mb 29

P 0.99 atm

sumvacetona 74

sumvaire 20.1

Difusividad teórica 0.002715609 cm2/s

Tabla 4

T z (cm) T Pas Pbs Pbml Dab Error Calculado porcentual

0 23.2 30 0.33421053 0.665789474 0.82159663

15.32 22.6 30 0.33421053 0.665789474 0.82159663 0.00306061 12.70433343

20.15 22.2 30 0.33421053 0.665789474 0.82159663 0.00237011 12.72274551

0 22.1 36 0.38868421 0.611315789 0.78978123

5.45 22 36 0.38868421 0.611315789 0.78978123 0.00306995 13.04846787

18.01 21.9 36 0.38868421 0.611315789 0.78978123 0.00344984 27.03758336

0 20.7 44 0.46131579 0.538684211 0.7457106

1.21 20.3 44 0.46131579 0.538684211 0.7457106 0.00237037 12.71298711

3.57 20 44 0.46131579 0.538684211 0.7457106 0.00305796 12.60695196

7.25 19.9 44 0.46131579 0.538684211 0.7457106 0.00369323 36.00023191

Error promedio 18.11904302

Análisis de resultados

Por medio del experimento realizado se encontró teóricamente un difusividad del 0.002715 cm2/s y con los datos experimentales se encontró un error promedio de 18%, lo que nos indica que el método del tubo de Stefan es un método efectivo para conocer el coeficiente de difusividad de manera experimental.

Conclusiones

Al obtener un error del 18% concluimos que el objetivo de esta práctica fue satisfactorio.

Bibliografía:

Difusividad- Fabricación de alcohol. Consultado el 15 de septiembre del 2014 en [http://www.bdigital.unal.edu.co/6194/5/9589322689.pdf]

Construcción

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