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7/25/2019 73320946 Informe 1 Difusion Molecular en Gases Lab Oratorio

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FACULTAD INGENIERIA, ARQUITECTURA Y URBANISMO ESCUELA DE

INGENIERIA AGROINDUSTRIAL Y COMERCIO EXTERIOR

CURSO:

INGENIERIA AGROINDUSTRIAL II.

TTULO DEL TRABAJO:APLICACIN DE LA LEY DE FICK.

INTEGRANTES:

CARRASCO LPEZ, BARBARA AUBINA.

LLAGUENTO QUEZADA, LUZ FATIMA.

LIZANA TORRES, ISIDRO JUNIORS.

ROMERO CENTURION, JESSENIA JACKELINE.

VILLEGAS CAMPOS, ROSINALDO.

DOCENTE:

ING. WALTER SMPALO LPEZ.

AO ACADMICO:

2011

CICLO:

VI

AULA:

A

Pimentel, setiembre del 2011


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APLICACIN DE LA LEY DE FICK

I. Objetivos

Determinar la velocidad de difusin de un desodorante y lanaftalina.

Aplicar la ley de fick.

II. Fundamento terico

La difusin es el proceso por el cual una sustancia se distribuye

uniformemente en el espacio que la encierra o en el medio en que

se encuentra. Por ejemplo: si se conectan dos tanques conteniendo

el mismo gas a diferentes presiones, en corto tiempo la presin es

igual en ambos tanques. Tambin si se introduce una pequea

cantidad de gas A en un extremo de un tanque cerrado que contiene

otro gas B, rpidamente el gas A se distribuir uniformemente por

todo el tanque.

La difusin es una consecuencia del movimiento continuo y elstico

de las molculas gaseosas. Gases diferentes tienen distintas

velocidades de difusin. Para obtener informacin cuantitativa sobrelas velocidades de difusin se han hecho muchas determinaciones.

En una tcnica el gas se deja pasar por orificios pequeos a un

espacio totalmente vaco; la distribucin en estas condiciones se

llama efusin y la velocidad de las molculas es igual que en la

difusin. Los resultados son expresados por la ley de Graham. "La

velocidad de difusin de un gas es inversamente proporcional a la

raz cuadrada de su densidad."

En donde v1 y v2 son las velocidades de difusin de los gases que

se comparan y d1 y d2 son las densidades. Las densidades se

pueden relacionar con la masa y el volumen porque cuando M sea

igual a la masa (peso) molecular y v al volumen molecular, podemos

establecer la siguiente relacin entre las velocidades de difusin de

dos gases y su peso molecular y como los volmenes moleculares


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de los gases en condiciones iguales de temperatura y presin son

idnticos, es decir V1 = V2, en la ecuacin anterior sus races

cuadradas se cancelan, quedando la velocidad de difusin de un

gas es inversamente proporcional a la raz cuadrada de su peso

molecular.

DIFUCION MOLECULAR EN GASES

Transporte de material en el lquido estancado o en lneas de

corriente de un fluido en un flujo laminar se produce por

compartimentos molecular diffusion. Two adyacentes, separados por

particin que contiene los gases puros A o B pueden ser

previstos. Movimiento al azar de todas las molculas se produce de

manera que despus de un perodo de molculas se encuentran

lejos de sus posiciones originales. Si la particin se ha eliminado,

algunas molculas de un movimiento hacia la regin ocupada por B,

su nmero depende del nmero de molculas en el punto

considerado. Al mismo tiempo, las molculas de B difuso hacia

regmenes anteriormente ocupado por pura A. Por ltimo, se

produce la mezcla completa. Antes de este punto en el tiempo, una

variacin gradual en la concentracin de A ocurre a lo largo de un

eje, denominado X, que se une a los compartimentos

originales. Esta variacin, expresada matemticamente-dC A/ dx,

donde CA es la concentracin de A. El signo negativo se debe a la

concentracin de A disminuye a medida que aumenta la distancia

x. Del mismo modo, la variacin en la concentracin de gas B es B-

DC/ DX. La velocidad de difusin de la A, N,depende de un gradiente

de concentracin y la velocidad promedio con la que las molculas

de A se mueve en la direccin x.

Esta relacin se expresa porla ley de Fick:
http://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=es&prev=/search%3Fq%3DDIFUSION%2B%2BMOLECULAR%2BEN%2BGASES%26start%3D10%26hl%3Des%26sa%3DN%26biw%3D1280%26bih%3D923%26prmd%3Dimvns&rurl=translate.google.com.pe&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Fick%27s_Law&usg=ALkJrhifOTvZ3OcQoVoGlZu0nJdZXOUoUQhttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=es&prev=/search%3Fq%3DDIFUSION%2B%2BMOLECULAR%2BEN%2BGASES%26start%3D10%26hl%3Des%26sa%3DN%26biw%3D1280%26bih%3D923%26prmd%3Dimvns&rurl=translate.google.com.pe&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Fick%27s_Law&usg=ALkJrhifOTvZ3OcQoVoGlZu0nJdZXOUoUQ


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"Slo se aplica a ningn movimiento a granel"

donde D es la difusividad de A a B, proporcional a la velocidad

media molecular y, por tanto, depende de la temperatura y la presinde los gases. La velocidad de difusin N A,generalmente se expresa

como el nmero de moles de difusin a travs de unidad de rea por

unidad de tiempo. Al igual que con la ecuacin bsica de

transferencia de calor, indica que la tasa de la fuerza es

directamente proporcional a la fuerza, que es el gradiente de

concentracin.

Esta ecuacin bsica se aplica a una serie de

situaciones. Restringiendo la discusin exclusivamente a

condiciones de estabilidad, en el que ni dC A/ dx o BdC / dx cambian

con el tiempo, contradifusin equimolecular se considera en primer

lugar.

CONTRADIFUCION EQUIMOLAR

Si no hay flujo de masa se produce en un elemento de longitud dx,

las tasas de difusin de dos gases A y B deben ser iguales y

opuestas, es decir, N=- N B.

La presin parcial de A cambia por dP Alo largo de la distancia

dx. Del mismo modo, la presin parcial de B cambios dP B.Como no

hay ninguna diferencia en la presin total a travs del elemento (sin

flujo a granel), dP A/ dx debe ser igual a B-dP/ dx. De un gas ideal la

presin parcial est relacionado con la concentracin molar de la

relacin

P AV= n T AR

donde n Aes el nmero de moles del gas A en un volumen V. Como

la concentracin molar C Aes igual a n A/ V por lo tanto,

P A= C AR T

En consecuencia, para un gas,


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donde D ABes la difusividad de A en B. Del mismo modo,

Por lo tanto, permite que ABD = D = BAD. Si la presin parcial de A

en P x 1es un 1y 2x es P A 2,la integracin de la ecuacin anterior,

Una ecuacin similar se pueden derivar para la contra difusin de

gas B.

III. Materiales y mtodos

Materiales:

Desodorante en spray

Naftalina

Encendedor

Guincha

Mtodo utilizado:

Ley de fick y contradifucion equimolar:


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IV. Resultados

DESODORANTE:

DATOS:

B= aire

PA12=0Z=15 pies

DAB=0,977 pie2/h

PAI= 0,0131 atm.

PBI=? =1013250 Pa

T= 20 C

R=8314, 4 kgm2/s2kg mol*k

Pb2=1 atm.

DESARROLLO

COVIRTIENDO AL SI

() ()

() ()

VISI LE

PA1 PA2

PB2=?

Z1 Z


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Hallando

HALLANDO PB1

HALLANDO

( )

()

()() ()()()


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NEFTALINA

_ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ _

__ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

DATOS

D= 15 cm

Z=26 pies

P= 10 atm

PA1=? =26,33 Pa

DAB= 6,92*10-6 M2/S

TO= 293 OK

R= 8314,34 KG M2/S2 KG

PB2= 1 atm

COVIRTIENDO AL SI

()

()

CALOR

NEFTALINA

PB1 PB2

Z1 Z2


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HALLANDO EL RADIO

HALLANDO

HALLANDO

HALLANDO

( )

()()

()()()


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V. Discusiones

Segn el autor menciona Dr. J uan Jo sGonzlez B ayn que, el

naftaleno es muy poco soluble en el agua y se deposita en el fondo

como un slido, se considera al naftaleno como una amenaza para el

agua, sin embargo al someterlo al calor ste se difunde , esto se debe a

que la solubilidad de este producto, es en funcin a su composicin

qumica. De ello va a depender que se disuelva en uno u otro lquido.

Las propiedades fsicas del naftaleno son bien conocidas y es un

material fcil de adquirir, no oxidante y de baja toxicidad. Sin embargo la

asimilacin de una gran dosis produce anemia hemoltica, formacin de

cataratas y sensibilizacin. Los mayores riesgos recaen sobre los

lactantes y fetos., pero la toxicidad de los naftalenos clorados es

considerablemente superior ya que se obtiene por cloracin sucesiva del

naftaleno en presencia de cloruro frrico como catalizador.

Segn Ramiro Betancourt nos dice que: La difusividad para una mezcla

binaria gaseosa se ha obtenido experimentalmente midiendo la

velocidad de interdifusin de dos gases originalmente confinados en los

dos extremos de un cilindro hueco. Un diafragma delgado que separa los

gases en el centro. Se reemplaza entonces el diafragma y los gases de

cada mitad del cilindro son bien mezclados y analizados. En ausencia de

efectos conectivos, la difusin molecular se obtiene comparando los

resultados con una solucin de la ecuacin diferencial bsica.

Lo referente dicho por el autor, esta en relacin con la clase explicada,

ya que de esa forma podemos decir que la teora hecha la semanapasada, toma diferentes puntos de vistas cuando comparamos con

diversos autores, llegando a un mismo punto de partida que son las

integrales de colisin dada por Lennard Jones.

(HIDY, 1972): Comparando la difusividad encontramos que la difusividad

en gases, es muy diferente a la difusividad de Einstein para un

movimiento browniano que representa un caso lmite para la dispersin

de las partculas en un campo de movimiento turbulento.


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Para difusin de molculas por agitacin browniana en un gas en reposo

se relaciona el parmetro de longitud proporcional al recorrido libre del

gas.

Como la viscosidad de torbellino definida antes, la difusividad de

torbellino no es una propiedad fsica del gas, sino que depende de la

naturaleza del campo de turbulencia. Esto esta en contraste directo con

la difusividad molecular en gases, que es una propiedad fsica

dependiente solo de las molculas del gas.

VI. Conclusiones

Se concluye que la velocidad de difusin del desodorante es:

Tambien podemos concluir que la velocidad de difusin de la naftalina

es:

La experiencia nos demuestra que cuando abrimos un frasco de

perfume o de cualquier otro lquido voltil, podemos olerlo rpidamente

en un recinto cerrado. Decimos que las molculas del lquido despus

de evaporarse se difunden por el aire, distribuyndose en todo el

espacio circundante.

En conclusin podemos decir, que para que tenga lugar el fenmeno de

la difusin, la distribucin espacial de molculas no debe ser

homognea, debe existir una diferencia, o gradiente de concentracin

entre dos puntos del medio.


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VII. Bibliografa

http://www2.udec.cl/matpel/cursos/sustancias_peligrosas.pdf:

BIBLIOGRAPHY GRAJALES, R. B. (2003). Transferencia molecular de

calor, masa y/o cantidad de movimiento.Colombia: Centro de

Publicaciones UNC - Sede Manizales.

HIDY, G. M. (1972). LOS VIENTOS.MEXICO: REVERTE MEXICANA.
http://www2.udec.cl/matpel/cursos/sustancias_peligrosas.pdfhttp://www2.udec.cl/matpel/cursos/sustancias_peligrosas.pdfhttp://www2.udec.cl/matpel/cursos/sustancias_peligrosas.pdf

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