El concepto que fundamenta la ley generalizada de la conservación de la materia

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

UNIVERSIDAD JOSÉ MARÍA VARGAS

FACULTAD DE INGENIERÍA

QUIMICA AVANZADA

TRABAJO FINAL

AUTORES:

RONDON, RONALD. C.I: 21.471.372

CARACAS, JULIO, 2014.

BALANCES DE MATERIAL

El concepto que fundamenta la ley generalizada de la conservación de la materia es muy simple. La Ec (1.1) describe en palabras el principio de los balances de materiales generales que pueden aplicarse a los procesos en que se realice o no alguna reacción química:

{█(acumulacion @dentro del@sistema)}={█(entradas @por los limites@del sistema)}-{█(salidas por@los limites del@sistema)}+{█(generacion@dentro del@sistema)}-{█(consumo @dentro del @sistema)}

(1.1)

La acumulación puede ser positiva o negativa. La Ec (1.1) se reduce a la Ec(1.2) para los casos en que no hay generación del material dentro del sistema.

Acumulación =entradas – salidas (1.2)

Y se reduce aún más en la Ec. (1.3) cuando además no existe acumulación dentro del sistema.

Entradas= salidas. (1.3)

En caso de que no exista flujo de entrada o de salida, asi como tampoco generación. La Ec (1.1) se reduce al concepto básico de la conservación de la materia aplicado a un sistema aislado y cerrado.

RESOLUCION Y ANALIZIS PARA LA REALIZACION DE BALANCE DE MATERIA.

A continuación se describirá un método de análisis para los problemas de balance de materiales que permitiría entender, primero, la gran similitud que existe entre estos problemas y segundo como resolverlos de la forma más rápida. Para algunos tipos de problemas el método de aproximación es relativamente simple, para otros es relativamente complicado, sin embargo, el factor de mayor importancia consiste en considerar a los problemas de destilación, cristalización, evaporación, combustión, mezclado, absorción de gases o de secado, no como diferentes entre sí sino relacionados desde el punto de vista de cómo se procede a su resolución.

En el caso de que se necesitara efectuar el balance de materiales de un sistema, por lo general se tendrá que disponer de la información relacionada con dos conceptos fundamentales. Uno es el peso(masa) del material que entra y sale del sistema, así como la que se encuentra presente en el mismo momento. La otra información requerida es la composición de todas las corrientes que entran y salen del sistema. Es evidente que, en el caso de verificarse alguna reacción química dentro del sistema, la ecuación de la reacción será el tercer factor importante de información necesaria.

Regla general para efectuar algún calculo, se debe:

Dibujar un diagrama del proceso.

Colocar en el diagrama todos los datos disponibles.

Observar cuales son las composiciones que se conocen, o que pueden calcularse inmediatamente, para cada corriente.

Determinar los pesos que se conocen, o que pueden definirse fácilmente para cada corriente (uno de los pesos puede tomarse como base de cálculo).

Seleccionar una base adecuada para los cálculos. Cada adición o sustracción deberá realizarse tomando el material sobre la misma base.

Asegurarse de que el sistema se haya definido bien.

Una vez que se haya logrado lo anterior se podrá estar preparado para efectuar el número necesario de balances de material.

Ejemplo

Se encontró que una pulpa de papel húmedo tenía 71% de agua. Después del secado se determinó que se había eliminado el 60% del agua original calcula.

La composición de la pulpa seca

El peso del agua elimina por lb de pulpa húmeda.

Solución.

BASE: 1 lb de pulpa húmeda

En primer lugar solo se conoce la composición y el peso (la base escogida) de la pulpa húmeda. Sin embargo, se puede calcular fácilmente la composición (100% de agua) y el peso del agua eliminada:

H2O eliminada =0.60(0.70)= 0.426lb

Por lo tanto en esencia se conocen dos pesos y dos descomposiciones.

La cantidad final de la pulpa en el material secado es de 0.29lb y el agua asociada es:

Entrada – Perdidas = Residual

0.71 - 0.426 = 0.284lb de H2O balance de agua

O dicho en otra forma, puesto que permanece el 40% del agua en la pulpa 0.40(0.71) 0.284 lb de H2O

La composición de la pulpa seca es:

Lb %

Pulpa (seca)……………….. 0.29 50.5

H2O ………………...0.284 49.5

Total 0.574 100.0

BALANCE DE ENERGÍA.

La descripción del desarrollo histórico del balance de energía y de casos especiales del mismo, en particular de la primera ley de la termodinámica, constituye un aspecto de gran interés que puede encontrarse en cualquier parte. El concepto del balance de energía puede establecerse como una ley fundamental, es decir, como un enunciado que no puede deducirse lógicamente de las definiciones así como tampoco establecerse a partir de un número definido de experimentos. Las leyes fundamentales constituyen una generalización de los experimentos que queda fuera del campo

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