8/18/2019 Introducción a los calculos en ing. química

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Ingeniería Química

Unidad I.

Introducción a los cálculos deIngeniería Química

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UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITECNICA “ANTONIO JOSÉ DE SUCRE”

 VICERRECTORADO BARQUISIMETODEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA 

Clase Nº1

Autor: Prof. Ing. Juan E. Rodríguez C

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Unidad I: INTRODUCCIÓN A LOSCALCULOS DE INGENIERÍA QUÍMICA

 

ÍNDICE

Dimensiones y Unidades

Clasificación de las Unidades

Múltiples y Submúltiplos

Conversión de unidades

Fuerza y peso

Consistencia dimensional al transformar ecuaciones

Proceso

Variables extensivas e intensivas

Masa

Volumen

Mol

Variables de un Proceso Químico

Ejercicios propuesto para esta clase

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Unidad I: INTRODUCCIÓN A LOSCALCULOS DE INGENIERÍA QUÍMICA

 

1.1.- DIMENSIONES y UNIDADES 

Dimensión: Es una propiedad que se puede medir, como la longitud, el tiempo, la

masa o la temperatura.

Unidad: Es la manera de expresar la dimensión en forma cuantitativa, como los

centímetros para la longitud o el segundo para el tiempo, entre otras.

Clasificación de las unidades

Unidades Básicas:

Sirven de base para el sistema de unidades. Ejemplos: longitud (m), masa (Kg), tiempo (s),

temperatura (K) y otras.

Unidades Derivadas:

Se obtienen por:Unidades Compuestas: Producto o división de unidades básicas, (m3, pie/s2 , entre otras).

Definidas: Como equivalentes de unidades derivadas, (1 Nw=Kg.m/s2 ó 1 watt = 1 Joule/s).

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Múltiplos:

Múltiplos o fracciones de unidades básicas o derivadas, (K g, mg, M N y otras)

Existen dos grandes sistemas de unidades:El Sistema Internacional (S.I) y el Sistema Anglosajón.

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INTRODUCCIÓN A LOS CALCULOS DE INGENIERÍA QUÍMICA

Factor Prefijo Símbolo Factor Prefijo Símbolo

1024 Yotta Y 10-1 deci d

1021 Zeta Z 10-2 centi c

1018 Exa E 10-3 mili m

1015 Peta P 10-6 micro   μ

1012 Tera T 10-9 nano n

109 Giga G 10-12  pico p

106 Mega M 10-15 femto f  103 Kilo K 10-18 atto a

102 Hecto H 10-21 zepto z

10

1

Deca da 10

-24

yocto y

 

Tabla de múltiplos y submúltiplos

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INTRODUCCIÓN A LOS CALCULOS DE INGENIERÍA QUÍMICA

El PESO es la fuerza que ejerce la tierra sobre un cuerpo.

c g 

 g m P    *

Donde: P =Peso, m =masa y g =gravedad

g = 9,8066 m/s2 g/gc = 9,8066 N/Kg

g = 32,174 pie/s2 g/gc = 1 Lbf/Lbm

Mientras la MASA es la cantidad de materia que tiene un cuerpo y es un valor  constante independientemente de donde se encuentre éste.

Sistema

DimensiónS.I MKS CGS Inglés

Fuerza (PESO) N dina lbf  

MASA kg kg g lbm

NO OLVIDAR:

•Podemos sumar, restar o igualar las mismas unidades, pero no unidades distintas.

•Siempre trabaje con las unidades junto con los números en sus cálculos.

•

Los ingenieros deben ser capaces de realizar cálculos empleando unidades tanto del S.Icomo del sistema estadounidense de ingeniería.

 

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INTRODUCCIÓN A LOS CALCULOS DE INGENIERÍA QUÍMICA1.5.- PROCESO 

Físico Químico

Operaciónque

involucra

Cambio

PROCESO

Ejemplos de

cambios físicos en

la industria?

Ejemplos de

cambios químicos

en la industria?

 

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INTRODUCCIÓN A LOS CALCULOS DE INGENIERÍA QUÍMICA

En la industria química, se debe tener estricto control sobre la cantidad de materia que se maneja

en los procesos, este control se lleva a cabo midiendo gastos, o sea, la cantidad de materia que

 pasa por un punto o que se procesa por unidad de tiempo.

VARIABLES

Extensivas (dependen de la cant.)

•

Masa• Volumen

• Moles (Cantidad de Materia)

• Velocidad de Flujo

• Entre otras

Intensivas (No dependen de la cant.)

•

Densidad• Volumen Específico

• Composición ó Concentración

• Temperatura

• Presión

 

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VARIABLES DE PROCESOSINTRODUCCIÓN A LOS CALCULOS DE INGENIERÍA QUÍMICA

 

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INTRODUCCIÓN A LOS CALCULOS DE INGENIERÍA QUÍMICA 

Recordemos los conceptos de algunas variables

Masa: Cantidad de materia que tiene un cuerpo, es siempre la mismaindependientemente de las condiciones en las que éste se encuentre.

Volumen: Espacio ocupado por un cuerpo, cambia al variar las condiciones de

temperatura y presión a la cual se encuentra sometido el material, principalmente siéste se encuentra en estado gaseoso.

Mol: Es la cantidad de materia que contiene 6,022 x 1023 partículas elementales (ya

sea átomos, moléculas, iones, partículas subatómicas, etcétera). Por eso, cuando un

químico utiliza el término mol, debe dejar en claro si es:

1 mol de Entidades

 Átomos de Cobre (Cu) 6,022.1023 átomos de Cu

Molécula de Nitrógeno (N2) 6,022.1023 moléculas de N2

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INTRODUCCIÓN A LOS CALCULOS DE INGENIERÍA QUÍMICA 

Lo que debe haberse aprendido en esta clase

Haber repasado conocimientos básicos relativos a las unidades y las dimensiones

Haber repasado conocimientos básicos relativos a masa, volumen y mol

Haber aprendido a identificar unidades en ecuaciones

Haber aprendido a transformar ecuaciones bajo el concepto de homogeneidad dimensional

Ejercicios propuesto para esta clase:

Introducción a los cálculos en Ing. QuímicaHimmelblau (6º Edición) Felder (2º Edición)

CAP Problemas CAP Problemas

Consistencia y Homogeneidad Dimensional 11-4, 6-10, 14, 15,

19, 20, 23-272 14-21

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