coeficiente de difusividad en los gasesv hoja gua

FORMATO Código: 604

TRABAJOS DE INVESTIGACIÓN FORMATIVA

Revisión: 01Fecha: 2015/04/24

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Nivel: Sexto Asignatura: Fenómenos de Transporte IIGrupo #: 5Integrantes: Jonathan Álvarez

Jessica MoralesJavier SánchezÁngel VegaKatherine Villamarin

Coeficiente de Difusividad en los gases

1. INTRODUCCIÓNLa difusión es un proceso de transferencia de masa, cuyo fundamento se encuentra en la presencia de un gradiente de concentración entre dos fluidos, en este caso dos gases. El proceso consiste en el movimiento de las moléculas gaseosas de una sustancia en otra, con el objetivo de llegar a un equilibrio de concentraciones.El estudio de este fenómeno es fundamental tanto para ampliar los conocimientos teóricos, y para su utilización en la industria, debido a que la mayoría de procesos incluyen una transferencia de masa, y es de suma importancia conocer cómo se plasman las leyes aprendidas en clase, a los procedimientos experimentales.

2. OBJETIVO2.1. Comprobar el proceso de difusividad de gases, mediante el empleo de líquidos volátiles.2.2. Determinar el coeficiente de difusión para una sustancia que se difunde en el aire, partiendo de la

ley de Fick.2.3. Comprobar la aplicación de las leyes de difusión en la experimentación

3. FUNDAMENTO TEÓRICO3.1. Difusividad 3.2. Coeficiente de difusión 3.3. Ley de Fick3.4. Tubo de Stefan

4. PARTE EXPERIMENTAL4.1. Materiales

4.1.1. Tubo Stefan4.1.2. Termómetro4.1.3. Cronometro4.1.4. Fuente de aire (Secadora)4.1.5. Cinta métrica4.1.6. Probeta




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4.2. Sustancias 4.2.1. Cetona

4.3. Procedimiento 4.3.1. Colocar el tubo Stefan a una temperatura de 25 ºC y ajustar el instrumento para medir el

nivel del líquido capilar.4.3.2. Se llena el tubo con cetona (liquido volátil) hasta que quede a unos 2 cm, abajo del

extremo superior del tubo.4.3.3. Colocar una fuente de circulación de aire en la parte superior del tubo, para permitir la

circulación del aire, y así se produzca con mayor facilidad el proceso de difusión de gases.4.3.4. Reportar la disminución del líquido, registrando el tiempo requerido.4.3.5. Repetir el experimento a diferentes temperaturas, y reportar los datos obtenidos.

5. PROCESAMIENTO DE DATOS 5.1. Datos experimentales

Tabla 5.1-1Datos Experimentales sin agente Externo

N T(ºC) t, (s) ΔZ(h), mm

1 25

2 40

3 60

Tabla 5.1-2Datos Experimentales con agente externo

5.2. Datos adicionalesTabla 5.2.-1.

Propiedades fisicoquímicas de la Acetona

Temperatura ºC

Compuesto P vap, atm densidad, g/cm3

M, g/mol~V , cm3/mol

Fuente:

N T,(°C) t, (min) ΔZ(h), mm1 2521 4021 602




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Tabla 5.2.-2.Propiedades fisicoquímicas del aire a T

Compuesto P vap, atm densidad, g/cm3 M, g/mol~V , cm3/mol

Fuente:

Tabla 5.2.-3.Datos del tubo de vidrio

Tubo Diámetro 1, ( mm) Diámetro 2, ( mm)

6. CÁLCULOS

6.1. Ley de difusión de Fick

N AZ=−c DAB

(1−Y A)d N AZ

dz EC. 6.1.-1

N BZ=0 EC. 6.1.-2

d N AZ

dz=0 EC. 6.1.-3

N AZ=−DABP

RT Z f¿¿ EC. 6.1.-4

6.2. Considerando que se está trabajando con un gas ideal se tiene:

C= PRT

EC. 6.2.-1




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PBML=−PBG−PBS

ln (PBG/PBS)EC. 6.2.-2

6.3. Calculo del coeficiente de difusividad

DAB=RT PBML ρAL AB|z f 2

2 −zf 12 |

2 t PM A cetona¿¿EC. 6.3.-1

DAB=CAL|z f 2

2 −zf 12 |

2ct ln (1− y AG1− y AS

)EC. 6.3.-2

7. RESULTADOSTabla 7.-1

Valores de Difusividad

n ΔZ(h), mm T, (°C) t, (s) DA-B exp, cm2/s2

1

2

3

8. DISCUSIÓN

9. CONCLUSIONES

10. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICA

11. ANEXOS11.1. Diagrama del Equipo

11.2. Diagrama z=f(t)

12. CUESTIONARIO

12.1. En base a las siguientes ecuaciones encontrar el coeficiente de difusión con los datos Obtenidos y comparar los resultados finales.

J A=DACsz

EC. 12.1.-1




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J A=ρAdzdt

EC. 12.1.-2

h2=2DCsρ

t EC. 12.1.-3

Cs=PMRT

EC. 12.1.-4

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