Balances de energia y materia

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 Profesor Sebastián Amaro  Ayudante Juan Pablo López Bloque Jueves 9-10  Alumnos Rodrigo Ibaceta Laura Ramírez 05 de 11 de 2015 UNIVERSIDAD TÉCNICA FEDERICO SANTA MARÍA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA Y AMBIENTAL IWQ222  Transferencia de Calor Informe de Laboratorio N°1 Balances de Energía

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Profesor Sebastián Amaro

 Ayudante Juan Pablo López

Bloque Jueves 9-10

 Alumnos Rodrigo Ibaceta

Laura Ramírez

05 de 11 de 2015

UNIVERSIDAD TÉCNICA FEDERICO SANTA MARÍADEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA Y AMBIENTAL

IWQ222 – Transferencia de Calor

Informe deLaboratorio N°1Balances de Energía

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Laboratorio de Transferencia de Calor.Experiencia 1: Balances de Materia y Energía 

1.  R ESUMEN EJECUTIVO 

En el presente informe se entrega el desarrollo de la experiencia número 1 de laboratorio,cuyo objetivo es estudiar y comprobar experimentalmente el calor de reacción y el calor dedilución en un reactor, además de conocer los procesos de balance de materia y energía en

dos equipos, con la finalidad de acercar los conocimientos aprendidos en el aula con laaplicación real y procesos industriales.

En la primera instancia de la experiencia se hizo reaccionar 0.5 [g] de virutas de aluminiocon 25 [ml] de acido clorhídrico 6 [M], con a una temperatura de 25 [°C]. El sistemaalcanzó una temperatura final de 78[°C], y se determinó que corresponde a una reacciónexotérmica. Se calculó que el calor/energía transferida a la mezcla para poder llevar a cabola reacción fue de 4954,44 J. Además se comparó la temperatura final obtenida con latemperatura teórica que se esperaba alcanzar arrojando un error de 43%

En la segunda parte del laboratorio se preparó una solución al 20% en peso de NaOH conagua, el cual alcanzó una temperatura máxima inicial de 54 [°C] por el fenómeno dedisolución y luego se a diluyo la mezcla agregando 20 [ml] de agua alcanzado unatemperatura de 48 [°C]. Utilizando el gráfico de Entalpía v/s Concentración se pudoencontrar la temperatura teórica si la dilución se encontrara en un sistema completamente

aislado y se obtuvo 232,6 , sin embargo el resultado experimental corresponde a

133,75[J/g]

La tercera y última parte de esta experiencia se trata el balance másico y energético de uncircuito de agua con un reactor agitado, un intercambiador de calor y un calefactor. El

equipo Armfield HT-30 fue ajustado a 50 [°C]. Al introducir al sistema agua a 13,4 [°C] através de una válvula, se procede a obtener una base de datos que, en su conjunto, indicantemperaturas, flujos, densidad y calores específicos asociados a cada rama del circuito.Estas mediciones se finalizan una vez que el sistema llega a un estado estacionario. Se

obtuvo una diferencia energética de 300 entre el intercambiador de calor y el estanque

enchaquetado, finalmente la temperatura de salida del agua fue de 21,23 °C.

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2.  ÍNDICE 

1. Resumen Ejecutivo .......................................................................................................... 1

2. Índice ............................................................................................................................... 2

3. Objetivos ......................................................................................................................... 3

4. Descripción del fenómeno ............................................................................................... 4

5. Resultados ....................................................................................................................... 5

Primera parte: Calor de reacción......................................................................................... 5

Segunda Parte: Calor de dilución ........................................................................................ 9

Tercera Parte: Balance de materia y energía para un sistema continuo ............................ 13

6. Conclusiones y recomendaciones.................................................................................. 197. Bibliografía....................................................................¡Error! Marcador no definido. 

8. Anexos ........................................................................................................................... 21

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3.  OBJETIVOS 

  Comprender cabalmente los balances de materia y energía en forma global paracualquier sistema.

 

Realizar correctamente balances de materia y energía para los sistemas segúncorresponda.

  Entender y generar familiaridad con términos relacionados principalmente a los balances de energía, tales como calor de dilución, calor de disolución, calor latente,calor sensible, calor de reacción, sistemas isotérmicos, sistemas adiabáticos, etc.

  Aprender a utilizar de manera adecuada gráficos de entalpía-composición sistemas binarios.

 

Cuantificar mediante datos experimentales las pérdidas de energía en un sistema no

adiabático.

 

Determinar el calor transferido por dos corrientes sin mezclado entre ellas.

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4.  DESCRIPCIÓN DEL FENÓMENO 

Calor de reacción: Se define como la energía absorbida o liberada por un sistema cuandolos productos de la reacción alcanzan la misma temperatura de los reactantes, debido a la

formación o destrucción de enlaces atómicos producto de la formación nuevos iones ocompuestos. (1) 

En esta experiencia, la reacción comprende virutas de Aluminio en una solución de ácidoclorhídrico, por la fenomenología la reacción produjo una liberación de calor aumentandola temperatura de la solución, demostrando la característica de reacción exotérmica.Además se agita la solución, con la finalidad que el acido ataque la capa pasiva de oxido   y la disuelva, para luego reaccionar con el aluminio aumentando la cinética de lareacción.

Calor de dilución: Consiste en el calor liberado cuando un sólido o gas se disuelve en unlíquido, o cuando dos líquidos se mezclan, el proceso ocurre mediante el rompimiento deenlaces entre las moléculas de los reactantes y la formación nuevas moléculas o productos.Este proceso se ve acompañado por una absorción o liberación neta de energía, lo cual produce modificaciones en la energía interna y entalpías de mezcla y los componentes puros. (1)

En esta experiencia, se utilizó hidróxido de sodio y agua, se produjo un aumento detemperatura de la solución y una liberación de calor al añadir el hidróxido comportamientoexotérmico de la reacción. Finalmente al diluir la mezcla preparada, la solución disminuyó

su temperatura en presencia del agua. 

Balance de materia y energía: Son producto de las leyes de conservación de materia yenergía, y se usan para medir los flujos de materia y energía a través de las operaciones de procesos. En un estado estacionario no existe acumulación de materia y ni energía. (1) 

Esta experiencia consiste en manejar flujos a distintas temperaturas y disponerlos de formaque tengan contacto y se produzca una transferencia de calor, sin transferencia de materia.De esta forma el calor fluirá desde el flujo de mayor al de menor temperatura, siguiendo latendencia del gradiente de temperatura que es la fuerza motriz, hasta alcanzar el equilibrio

térmico.

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5.  R ESULTADOS 

PRIMERA PARTE: CALOR DE REACCIÓN 

i.  Escriba la ecuación balanceada para la reacción entre Ácido Clorhídrico y

Aluminio. Todos los coeficientes deben ser números enteros.

6 + 2 = 2 + 3  

ii.  Presente el balance de materia y energía, a modo general, para este sistema.

El balance de materia vendría dado por la reacción:

+ = + +  

La presencia de HCl al final de la reacción se explica por su presencia en exceso, además

considerando que el agua permanece constante no se incluye en el balance.

El balance de energía vendría dado por:

  = + ±  

Luego si tomamos en consideración que el sistema es adiabático, por lo cual el calortransferido es igual a cero, que no ocurren flujos de materia ni energía por lo cual In y Outes igual a cero y finalmente que la reacción es exotérmica, por lo cual no existe calorabsorbido, el balance de energía quedaría:

  =  

 + = ∆ó 

Donde:

Qsensible 1 = Calor necesario para llevar a las especies de la reacción hasta 25 [°C]Qsensible 2 = Calor requerido para llevar a las especies desde 25 hasta 75 [°C]ΔHreacción = Entalpia de reacción a 25 [°C] y 1 [atm]

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iii.  Calcule, responda y comente:

a)  Calor absorbido por la mezcla [J].

En primer lugar es necesario hacer una recopilación bibliográfica de las especies quereaccionan en condiciones estándar:

Tabla 1: Datos físicos y químicos de las especies de la reacción (2)

Especie PM[g/mol]

Cp[J/mol*K]

ΔHf

[kJ/mol]Al(s)  27 23,77 -

HClc  36,5 29,14 -167

AlClc  133,33 91,79 -1029,75

H  2,02 28,61 -

HO  18 75,33 -

Asumiendo que la reacción de la mezcla presenta una conversión completa el Aluminiocorresponde al reactivo limitante.

Datos:

 

Volumen HCl 6 [M]: 25 [ml]

 

Masa Al: 0,5 [g]

 

Temperatura inicial: 25 [°C]  Temperatura final: 78 [°C]

  Densidad HCl 6 [M]: 1,1 [g/ml]

Calculando los moles de Aluminio en la reacción:

= 0.5 27

=0,02 

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Entonces la reacción se produciría:

Tabla 2: Reacción ocurrida durante la experiencia

2 Al (s) + 6HCl (ac) = 2AlCl3

(ac)

3H2 (g)

n.i 0,02 0,15 - -n.r 0,02 0,06 0,02 0,03n.f 0 0,09 0,02 0,03

Asumiendo que el agua absorbe calor de la reacción por lo que se incluirá en los cálculos.Además la densidad del HCl 6M son 1,11 [g/mL], con esto los moles de agua son:

=

=

 

n = 1,11 x25mL 6

∗ 0,025 L ∙ 36,5

18

=1.24 moles

Luego el balance energético se da por energía acumulada y generada:

∆HR = ∑∆HPuc ∆HRc = ∑ n ∗ Cp ∗ ∆T 

Q = ( nCp + nCp nCp + nCp) ∗ ∆ T 

Q=93,48[ JK] ∗ 7 8 2 5 K=4954,44 J 

Este calor corresponde a la energía transferida a la mezcla para poder llevar a cabo lareacción.

 b)  Δ experimental en [J/g] y [J/mol] de metal utilizado.

Considerando que son 0,02 moles de Aluminio iniciales, se tiene que:

∆H = 4954,44 J0,02 mol = 247722 [ J

mol] 

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∆H = 247722

27

=9174,88[ JgAl] 

c)  ¿Δ es positivo o negativo? ¿Cuál es su evidencia experimental al afirmar esto?

∆HR  es negativo, la evidencia es el aumento de la temperatura lo que nos indica la presencia de una reacción exotérmica, es decir, la reacción libera energía siendo la entalpiade reacción menor a cero.

d)  Calcule la temperatura teórica (según literatura) que debiera alcanzar la solución.

Considerando que la entalpia de formación del aluminio y del hidrogeno son muy pequeñasen comparación a las del resto serán despreciadas, luego:

ΔH =0,02mol ∗1029,75[ kJmol]0,06mol ∗167[ kJmol] 

ΔH =10,58 kJComo:

ΔH = (nCp + nCp nCp + nCp) ∗ ∆ T 

10580 J = 93,48 [ JK] ∗ T 298 

Despejando la temperatura final se obtiene un valor de 400,68 [K], lo que es equivalente a

138 [°C].

e)  Determine el porcentaje de Error con respecto a la literatura. Informe sobre lasfuentes de este.

%Error= Tóc TTóc ∗ 1 0 0 = 138 °C 78 K

138 °C ∗ 1 0 0 =4 3 % 

El porcentaje de error se debe a que el reactor principalmente a las características del

reactor, este no era adiabático, ya que, la pluvamit y el recipiente de vidrio no aislabancompletamente la mezcla y además debido a la absorción energía por parte del agua.

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f)  Si para un proceso posterior se necesita que la temperatura de la mezcla sea de40°C, calcule el calor que debe ser retirado de la mezcla. Además indique de quémanera usted retiraría este calor en el laboratorio.

Q=93,48[ JK] ∗ 4 0 7 8 K = 3552,54 J Para retirar el calor se podría hacer circular la mezcla resultante por un intercambiador decalor tubular similar a los vistos durante este curso.

SEGUNDA PARTE: CALOR DE DILUCIÓN

i. 

Presente el balance de materia y energía, a modo general, para este sistema.

Balance de Materia:El balance de materia para cualquier sistema se expresa como:

+ =_ 

Para el sistema trabajado en laboratorio que consiste en 48[g] de H2O y 12[g] de NaOH ,el cual se considera como solución sin pérdidas, se puede expresar el balance como :

=  

Donde  representa la masa que ingresa al sistema, aquella que deja el sistemay   la masa que se mantiene dentro del sistema.

Balance de Energía:

El balance de energía para cualquier sistema se puede expresar como sigue:

= ± / ±  

Considerando el sistema trabajado en laboratorio, considerando el sistema estacionario y

además adiabático, se tiene que:

= ±  

ii. 

Calcule, responda y comente:

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Calor de dilusión

Solución Inicial Agua Solución Final Unidades

Masa60 20 80 [g]

% p/p20 0 15 [-]

Temperatura54 25 48 [°C]

Tabla 3 Datos obtenidos en laboratorio para calor de dilución.

a)  Calcular absorbido por la mezcla [J]

De acuerdo a los datos de Tabla 3 Datos obtenidos en laboratorio para calor de dilución., es posible realizar el balance de energía ya que se conoce la masa de agua y la masa dehidróxido de sodio, y las temperaturas del experimento inicial y final. Los caloresespecíficos de obtienen de tablas.

Siendo Cp solución NaOH 20% = 0,835 / ∗ ° =3,49 / ∗ ° (3)

Cp solución NaOH 15% =0,8 / ∗ ° = 3,34 / ∗ ° (3)Se puede expresar el balance como sigue:

∗ ∗ ( ) + ∗ ∗ ( ) = 0 

20∗1 ∗ ° ∗ ( 25°)+60∗0,835

∗ ° ∗ ( 54°)=0 

Despejando:

=45,72

 Corresponde a la temperatura de equilibrio del sistema, con esto es posible determinar el

calor absorbido por la mezcla. Considerando que al agregar 20[ ml], la solución cambia de20 a 15 %p.p por lo que se utiliza el Cp de solución para 15% p.p encontrado en laliteratura

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ó =80∗0,8 ∗ ° ∗ 40,01° 54° 

ó =896 =3375,28 Sin embargo, experimentalmente la temperatura final del sistema fue de 48°[C] lo que permite calcular el calor absorbido real como sigue

=80∗0,8 ∗ ° ∗ 48° 54° 

:384 =1605,12  

 b)  ∆ó  experimental en [J/g] y [J/mol] en ácido o base utilizado a partir de los

datos obtenidos en laboratorio.

Se debe calcular los moles de NaOH presentes en el sistema, sabiendo que el pesomolecular del NaOH es 40 [g/mol]

= 1240

= 0,3  

Luego es posible calcular la variación de entalpía de dilución sabiendo que:

∆ó =  

∆ó = 1605,12 0,3 =5350  

 

∆ó = [  ] ∗ 1

40 =133,75 [ ] 

c) 

¿ ∆ó  es positivo o negativo? ¿Cuál es su evidencia experimental al afirmar

esto?

El valor numérico para la variación de entalpia es negativo, lo que implica que se trata deuna reacción exotérmica. Esto se pudo verificar experimentalmente con la medición detemperatura ya que al añadir NaOH al sistema y agitar, éste alcanza una temperatura de[54°] (calor de reacción) y al añadir el agua restante, la temperatura disminuye ya aumenta

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la masa, además el agua añadida se encuentra a temperatura ambiente, pero inmediatamentecomienza a subir la temperatura, estabilizándose en 48 [°C]

d)  El porcentaje de error con respecto a la literatura. Informe sobre fuentes de error deéste.

Para realizar el cálculo de la entalpía de dilución teórica es necesario utilizar un gráfico deEntalpía v/s Concentración en %p.p. Se conoce la temperatura final del experimento y lafracción en peso del NaOH al final por lo que se puede obtener el valor teórico deentalpía de dilución:

Gráfico 1 Diagrama Entalpía  –  composición para el sistema NaOH  –  H2O. (4)

El valor teórico de entalpia corresponde a

232,,6

.

Calculando el porcentaje de error :

%= 232.6133,75232,6 ∗100

%= 42,51

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El error es de % 42,51 , lo cual se debe principalmente a las condiciones de trabajo, ya queno era posible agitar bien la solución y lograr la dilución completa del NaOH. Se pudoapreciar cómo se acumuló masa en el fondo del recipiente.

e)  Indique la cantidad de agua necesaria para diluir la solución inicial, de tal manera que

la temperatura alcanzada por la solución final sea de 40°[C]

Utilizando las ecuaciones de la pregunta a) se tiene que

∗ ∗ ( ) + ∗ ∗ ( ) = 0 

∗1 ∗ ° ∗ 4 0 2 5° +60∗0,835

∗ ° ∗ 4054° = 0 

Despejando:

= 46,76  

TERCERA PARTE: BALANCE DE MATERIA Y ENERGÍA PARA UN SISTEMA CONTINUO

i.  Realice un diagrama (PFD) de la configuración de los equipos (UtilizarMicrosoft visio).

 Figura 1: PDF de los equipos de la experiencia

Donde:

  V-101: válvula de la matriz de agua presente en el laboratorio  F-101: alimentación fresca desde la misma matriz  HT-33: intercambiador de calor  F-102: flujo para precalentar en intercambiador

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  HT-34: estanque-mezclador  VDF-101: Bomba

ii.  Presente el balance de materia y energía, a modo general, para los dos equiposde este sistema.

Suponiendo un estado estacionario sin acumulación de materia, ni generación nitransmisión, el balance queda expresado por los flujos entrantes y de salida.

Entra=Sale 

Fvc + Fu = Fvc + Fu  

Existiendo transferencia de energía, suponiendo que no existen pérdidas, , el balance deenergía quedaría:

Intercambiador:

Considerando estado estacionario la acumulación es igual a cero, al no haber reacciónquímica el calor generado también es cero, por ende:

Entra=Sale+Transferido Suponiendo que la temperatura de llegada del agua al intercambiador de calor esexactamente la misma con que abandonó el agitador:

= ∗ ∗ ü  

= ∗ ∗  

Reactor enchaquetado:

Hay un calor cedido por la chaqueta al fluido, enfriándose entonces el agua de calefacción yaumentando la temperatura del producto.

= ∗ ∗  

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= ∗ ∗  

iii.  Calcule el Calor Cedido por la corriente caliente y el Calor Recibido por la

corriente fría en ambos intercambiadores de calor ¿Son sus resultadosconsistentes?

A partir de promedios de los datos entregados por el programa Armfield HT34 JacketedVeesel Heat Exchanger:

  Flujo de agua caliente (Fc): 2,81 [l/min]  Flujo de agua fría (Ff ): 0,67 [l/min]  T0: 13,4[°C] 

T1 salida del reactor: 35.5[°C] 

T2 entrada de chaqueta: 50[°C]  T3 salida de chaqueta: 46,6[°C]  T4 entrada del reactor: A resolver  Cp agua caliente: 4,180 [kJ/kg/K]  Cp agua fría: 4,178 [kJ/kg/K] 

Densidad fluido caliente: 988,8 [kg/m3]  Densidad fluido frío: 993,8 [kg/m3]

Reactor HT-34

El calor cedido esta expresado por la siguiente ecuación:  

Qc = Fu c ∗ Cpu c ∗ ∆T 

Qc = Fc ∗ Cpc ∗ T T 

Qc =4,68∗10− ms ∗988,8[kg

m]∗4,180 [ kJkg K] ∗ 46,6 50 K

=657,67[Js] 

Luego como el agua fría es quien recibe el calor, y suponiendo un sistema adiabático, es posible encontrar la T4:

Qcb = Fu í ∗ Cpu í ∗ ∆T 

Qcb = F  ∗ Cp ∗ T T 

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657,67[Js] = 1 , 1 1 ∗ 1 0− m

s ∗993,8[kgm]∗4,178[ kJ

kg K] ∗ 35,5TK Despejando T4 se tiene que:

T = 21,23 °C 

Intercambiador de Calor HT-33

Para el calor recibido se tiene:

Qcb = Fu í ∗ Cpu í ∗ ∆T 

Qcb = F  ∗ Cp ∗ T T 

Qcb =1,11∗10− ms ∗993,8[kg

m]∗4,178[ kJkg K] ∗ 21,23 13,4 K = 357,6 [J

s] 

Luego, considerando un sistema adiabático: 

Qc = Fu ∗ Cpu ∗ ∆T 

Qc = F  ∗ Cp  ∗ (Tü T) 

357,6=1,11∗10− ∗993,8∗4,178 ∗ ( Tü 35,5) 

Tü = 43,25 [°C]

Los datos parecieran ser consistentes, interpretando las variaciones mínimas del reactor ydel intercambiador de calor como pérdidas del sistema, además los signos indican ladirección del fenómeno y los resultados concuerdan con la teoría.

iv.  Determine el valor del Coeficiente Global de Transferencia de Calor (U) paracada uno de los equipos.

Sabemos que:

Q = U ∗ A ∗ ∆ T 

Donde U es el coeficiente global de transferencia de calor, A el área en que ocurre latransferencia energética y ∆T el cambio de temperatura asociado al fenómeno.

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Intercambiador y Coraza HT-33

Datos:

  7 tubos

 

Diámetro exterior de 6,35 [mm]  Espesor 0,6 [mm]

  Largo de tubo 166 [mm]

AIcb = π ∗ D ∗ n ∗ L =  π ∗6,35mm ∗166mm ∗ 7= 23169 mm 

AIcb = 0,023 m 

Luego U queda expresada por:

U = QA ∗ T T = 357,6

0,023 m ∗ 7,83 K =1985,7 [ J

s m² K] 

Chaqueta del estanque agitadoDatos:

  Diámetro chaqueta 15 [cm]

 

Altura chaqueta 10,5 [cm]

Acqu = π ∗ D ∗ h = π ∗ 0 , 1 5 0 m ∗0,105m = 0,05 m Luego U queda expresada por:

U = QA ∗ T T = 657,67

0,05m ∗ 7,83 K =1679,9 [ J

s m² K] 

v. 

Determine la temperatura que alcanzaría el producto si no existiera elintercambiador de precalentamiento.

Datos:T3: incógnitaT1: incógnitaT2: 50[°C] correspondería al flujo de salida del calefactorT4:T0: 13,4[°C]

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Asumiendo que se entrega la misma cantidad de calor al fluido:

Q = U ∗ A ∗ ∆ T 

657,67[Js]=1679,9 [ Js m² K]∗0,05m ∗ 5 0 T 3 K T3 = 42,2 °C 

Además:Fc ∗ Cpc ∗ ∆T = F  ∗ Cp ∗ ∆T  

4,68∗10− ms ∗988,8[kg

m]∗4,180 [ kJkg K] ∗ 42,2 

= 1,11 ∗ 10− ms ∗993,8[kgm]∗4,178[ kJkg K] ∗ ,  

T1 = 46,13 °C vi.  Calcule las pérdidas de energía asociadas a los equipos. ¿Qué modificación

realizaría en el equipo y/o condiciones de operación para minimizarlas?

Las pérdidas de energía asociadas a los equipos están determinadas por la diferencia entreel calor cedido y/o el calor absorbido de cada equipo:

Qé = Qqu Qqu b =657,67[Js]357,6[Js] = 3 0 0 [Js] 

Probablemente parte de las pérdidas generadas se puede explicar por problemas decalibración en los equipos y asegurar esta podría significar una disminución en las pérdidas.Otra opción pero de mayor costo sería cambiar el tipo de material de la chaqueta,modificando el U o la utilización de mangueras con mayor aislación.

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Laboratorio de Transferencia de Calor.Experiencia 1: Balances de Materia y Energía 

6.  CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 

En la presente experiencia fue posible la realización de experimentos que permitierondeterminar de forma experimental calor de reacción, calor de dilución y balance de masa yenergía para un sistema continuo.

En la primera parte de la experiencia, se determinó calor de reacción donde el sistemaalcanzó una temperatura final de 78[°C], y se calculó que el calor/energía transferida a lamezcla para poder llevar a cabo la reacción fue de 4954,44 J. Además se comparó latemperatura final obtenida con la temperatura teórica que se esperaba alcanzar arrojando unerror de 43%. Los valores obtenidos, permiten concluir que se trata de una reacciónexotérmica, lo cual se ve reflejado en el aumento de temperatura y en el valor de laentalpía, el cual es negativo. Con respecto al porcentaje de error se puede decir que debe aque las condiciones de trabajo en laboratorio no fueron las óptimas, ya que el reactor no eraadiabático, lo que implica que existió intercambio de energía con el ambiente.

En la segunda parte del laboratorio se preparó una solución al 20% en peso de NaOH conagua, el cual alcanzó una temperatura máxima inicial de 54 [°C] por el fenómeno dedisolución y luego se a diluyo la mezcla agregando 20 [ml] de agua alcanzado unatemperatura de 48 [°C] el resultado experimental para entalpía de dilución es -133,75[J/g] ,con un error de 42%. LA reacción es una reacción exotérmica la entalpía es negativa. Las principales fuentes de error se deben al poca dilución del NaOH y la precariedad delmontaje del experimento.

Por último en la tercera parte que consta de la realización del balance másico y energético para un sistema de agua con un reactor agitado, un intercambiador de calor y un calefactor,

se obtuvo una diferencia energética de 300  entre el intercambiador de calor y el

estanque enchaquetado y la temperatura de salida del agua fue de 21,23 °C. Estos valoresson consistentes, interpretando las variaciones mínimas del reactor y del intercambiador decalor como pérdidas del sistema, además los signos indican la dirección del fenómeno y losresultados son coherentes en relación a la teoría.Las pérdidas se pueden explicar por problemas de calibración en los equipos.

Como recomendaciones generales, se sugiere que mejorar el sistema de aislación tanto parael experimento 1 y 2 para así mejorar los resultados de éstas. Asegurar que los equipos seencuentran bien calibrados, implementar una campana de extracción de gases, ya que setrabaja con elementos volátiles y es perjudicial para la salud tanto de quienes realizan laexperiencia como de los ayudantes. Por otra parte, es necesario contar con mayor cantidadde implementos para poder llevar acabo la experiencia de la mejor manera posible. En elcaso particular de esta experiencia fue necesaria una pipeta, propipeta y cucharas para lamanipulación del NAOH.

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7.  BIBLIOGRAFÍA 

1. Kern. Procesos de transferencia de calor.

2. Maloney, J. O. Perry. Manual del Ingeniero Químico.

3. Perry, Robert H. Manual del Ingeniero Químico 3° Edición. s.l. : Mc Graw Hill.

4. Geoplis, Christie John. Proceso de transporte y principios de proceso de separación. . s.l. :

CECSA, 1998.

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8.  ANEXOS 

Tabla 4: Datos obtenidos en primera parte

Primera parte: Calor de reacciónAluminio Ac.

ClorhídricoSolución

FinalUnidades

Masa 0.5 5.47 5.97 [g]

Temperatura 25 25 78 [°C]