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Previo difusion molecular LEM IV
Tipo: Apuntes
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¡No te pierdas las partes importantes!
1.- ¿Cómo varía el coeficiente de difusión de gases con respecto a la temperatura y la presión? Los coeficientes de difusión se incrementan con la temperatura. Por ejemplo, el coeficiente de difusión (y, por lo tanto, la razón de la difusión de masa) del carbono a través del hierro, en el transcurso de un proceso de endurecimiento, se incrementa hasta 6000 veces conforme se eleva la temperatura desde 500° C hasta 1000 ° C. Los de difusión de los sólidos y de los líquidos también tienden a crecer con la temperatura, exhibiendo al mismo tiempo una fuerte dependencia respecto a la composición. El proceso de difusión en los sólidos y los líquidos es mucho más complicado que en los gases y, en este caso, los coeficientes de difusión se determinan casi exclusivamente en forma experimental. En el caso de la presión está afecta de manera inversamente proporcional al coeficiente de difusividad, entonces a presiones muy altas la difusividad del gas menor. 2.- Investigue en la literatura la forma de estimar el coeficiente de difusión en gases. Escriba las ecuaciones necesarias y describa cada uno de los términos. La difusividad o coeficiente de difusión, D, es una propiedad del sistema que depende de la temperatura, presión y de la naturaleza de los componentes. Las expresiones para calcular D cuando no se cuenta con datos, están basadas en la teoría cinética de los gases. Se puede emplear la modificación de Wilke-Lee del método de Hirschfelder-Bird-Spotz para mezclas de gases no polares o de un gas polar con un no polar.
4.- Investigue en que consiste la celda de Arnold y sus principales aplicaciones. El coeficiente de difusión o difusión de masa de un gas puede ser medido experimentalmente a través de las celdas de difusión de Arnold. El tubo estrecho, que está parcialmente lleno únicamente con el líquido A, se mantiene a temperatura y presión constante. El gas B, que fluye a través de la abertura final del tubo tiene una solubilidad insignificante en el líquido A y es a su vez químicamente inerte a A. El componente A se vaporiza y se difunde de la fase de gas, el rango de vaporización puede ser medido y puede ser expresado matemáticamente en términos del flux. 5.- Investigue en la literatura la ecuación para determinar el coeficiente de difusión en una celda de Arnold. La ecuación comúnmente usada para evaluar el coeficiente de difusión de un gas es:
6.- Indique las variables que deben medir para determinar el coeficiente de difusión mediante la ecuación del punto anterior. Temperatura de trabajo Nivel del liquido a t=0 y x= Tiempo 7.- ¿Cómo varía en magnitud el coeficiente de difusión en líquidos con respecto al de los gases? Las dimensiones para la difusividad en líquido son las mismas para la difusividad en gases; longitud^2/tiempo. Sin Embargo, a diferencia del caso de los gases, la difusividad varía apreciablemente con la concentración. Además, los valores de coeficiente de difusión en líquido son mayores con respecto a los coeficientes correspondientes a los gases. 8.- Investigue en la literatura la forma de estimar el coeficiente de difusión para soluciones. Escriba las ecuaciones necesarias y describa cada uno de los términos. Como no existe una teoría válida sobre la estructura de los líquidos, en ausencia de los datos, no pueden hacerse cálculos exactos de difusividad, los cuales serán posibles respecto a los gases. Para soluciones diluidas de no electrolitos, se puede emplear la correlación de Wille y Chang
9.- Investigue el funcionamiento de una celda de tubos capilares para la determinación de coeficientes de difusión en líquidos.
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10.- Escriba la ecuación que describe el cambio de concentración en función del tiempo en la celda de tubos capilares. 11.- ¿Qué datos deberá tomar durante la experimentación para ambos sistemas? Los datos que se deberán tomar durante la experimentación son la temperatura, altura del líquido, presión y concentración. Datos de la Clase
