Problema 1.a-3.Fenomenos de Transporte-Bird
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FENÓMENOS DE TRANSPORTE TAREA 3 CAPITULO 1: Viscosidad y mecanismos del transporte de cantidad de movimiento. Bird R. B., Stewart W. E. y Lightfoot E.N., (2006), Fenómenos de transporte, 2ª Edición, Limusa Wiley, México. Problema 1.A-3 Cálculo de las viscosidades de gases a baja densidad. Pronosticar las viscosidades del oxígeno, nitrógeno y metano moleculares a 20 ºC y presión atmosférica, y expresar los resultados en mPa·s. Comparar los resultados con datos experimentales proporcionados en este capítulo. a) Teoría cinética de los gases Datos: Gases O 2 T= 20 ºC N 2 P = 1 atm CH 4 De las siguientes tablas se obtiene: Tabla E-1 Tabla E-2 Tabla 1.1-3 M (g/mol) Ώ μ Μ obs σ (Å) ε/k (K) Página 1
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FENMENOS DE TRANSPORTE TAREA 3
FENMENOS DE TRANSPORTE TAREA 3
CAPITULO 1: Viscosidad y mecanismos del transporte de cantidad de movimiento.Bird R. B., Stewart W. E. y Lightfoot E.N., (2006), Fenmenos de transporte, 2 Edicin, Limusa Wiley, Mxico.
Problema 1.A-3 Clculo de las viscosidades de gases a baja densidad.
Pronosticar las viscosidades del oxgeno, nitrgeno y metano moleculares a 20 C y presin atmosfrica, y expresar los resultados en mPas. Comparar los resultados con datos experimentales proporcionados en este captulo.
a) Teora cintica de los gases
Datos:Gases
O2T= 20 C
N2P = 1 atm
CH4
De las siguientes tablas se obtiene:
Tabla E-1Tabla E-2Tabla 1.1-3
M (g/mol)obs
()
/k (K)
Frmulas utilizadas:Viscosidad:
Desviacin:
Interpolacin:
Factores de conversin:
Clculos:
Para el oxgeno:
Para el nitrgeno:
Interpolacin para :X1 = 2.90Y1 = 1.048
X = 2.93Y
X2 = 3.00Y2 = 1.039
Para el metano:
Resultados:
GasM /kT/(/k)obs%Desviacin
(g/mol)()(K)mPasmPas
O232.003.433113.002.601.0810.02040.02030.49
N228.013.66799.802.931.0450.01750.01721.71
CH416.043.780154.001.901.1980.01090.01071.83
b) Estados correspondientes.
Datos:Gases
O2T= 293.15 K
N2P = 1 atm
CH4
De las siguientes tablas se obtiene:
Tabla E-1Figura 1.3-1Tabla 1.1-3
Tc (K)robs
Pc (atm)
c (mPas)
Frmulas utilizadas:Viscosidad
Propiedades reducidas:
Para el oxgeno:
Para el nitrgeno:
Para el metano:
Resultados:
GasTcPccTrPrrobs%Desv.
(K)(atm)x10-6 PoisemPasmPas
O2154.449.72501.8980.02010.800.02010.02041.47
N2126.233.51802.3230.02990.940.01700.01752.85
CH4191.145.81591.5340.02180.660.01050.01093.66
Comparacin de resultados:
Gas
obsmPasTeora cintica de los gasesEstados de correspondencia
% Desviacinobs% Desviacin
mPasmPas
O20.02040.02030.490.02011.47
N20.01750.01721.710.01702.85
CH40.01090.01071.830.01053.66
Al analizar los resultados obtenidos para el clculo de la viscosidad empleando el mtodo de la teora cintica de los gases y de los estados de correspondencia, se puede observar que el mtodo que ofrece mejores resultados es el de la teora cintica de los gases, esto debido a que se presenta un porcentaje de desviacin menor con respecto a la viscosidad observada. En el caso del mtodo de estados de correspondencia la desviacin es aproximadamente el doble que la obtenida para el mtodo de la teora cintica de los gases. Por lo tanto se recomienda utilizar el mtodo de la teora cintica de los gases para el clculo de la viscosidad para gases a baja densidad, como es el caso del oxgeno, nitrgeno y metano.Pgina 1
