Fenómenos de Transporte Martes tarea individual

los fenómenos de transporte son esenciales para el tratamiento químico de partes

1. Fenómenos de Transporte Martes 10 de Junio de 202 5 Mtro. Jesús Oscar Lacayo Gutiérrez Unidad Profesional Interdisciplinaria de Ingeniería Palenque

2. Unidad Temática IV Transferencia de Materia

3. Introducción La difusividad es clave para comprender cómo se difunden moléculas en gases, líquidos y sólidos. Difusividad: Estimaciones La difusividad , representada como D, es una propiedad física que mide qué tan rápido una sustancia se difunde a través de otra . Se expresa en unidades de .   Interpretación física: Un valor alto de D indica que las moléculas viajan rápidamente a través del medio. Un valor bajo indica difusión lenta.

4. Factores que afectan a la difusividad Temperatura : mayor temperatura → mayor movimiento molecular → mayor 𝐷. Tamaño molecular : moléculas más pequeñas tienden a difundir más rápido. Tipo de sustancia A y medio B : gases difunden más rápido que líquidos, y líquidos más rápido que sólidos. Viscosidad del medio : en líquidos viscosos, 𝐷 disminuye.

5. Estimaciones Comunes de Difusividad Medio de difusión Rango típico de D (m²/s) Ejemplo Gases a O₂ en aire Líquidos a Etanol en agua: Sólidos a C en Fe: Medio de difusión Rango típico de D (m²/s) Ejemplo Gases Líquidos Sólidos Para gases ideales: (Chapman- Enskog )

6. David Enskog Sydney Chapman Nacimiento : 22 de abril de 1884, Västra Ämtervik , Sunne Fallecimiento : 1 de junio de 1947, Estocolmo, Suecia Nacimiento : 29 de enero de 1888, Mánchester, UK Fallecimiento : 16 de junio de 1970, Boulder, USA

7. Símbolo Descripción Unidades Coeficiente de difusión de A en B m²/s Temperatura absoluta K Presión total del sistema atm Masa molar reducida de la mezcla g/mol σ Diámetro medio de colisión (promedio de σA y σB ) Å Ω Factor de dispersión (corrección por temperatura relativa a ε/k) adimensional Símbolo Descripción Unidades Coeficiente de difusión de A en B m²/s Temperatura absoluta K Presión total del sistema atm Masa molar reducida de la mezcla g/mol Diámetro medio de colisión (promedio de σA y σB ) Å Factor de dispersión (corrección por temperatura relativa a ε/k) adimensional

8. Aplicaciones Ejemplos en la vida real Etanol en agua: importante en la industria farmacéutica y de bebidas. Oxígeno en alveolos pulmonares: difusión de O₂ desde el aire hacia la sangre. Fertilizantes en suelos húmedos: difusión de nutrientes hacia las raíces. Perfume en el aire: el olor se esparce porque las moléculas de fragancia difunden a través del aire.

9. Segundo Ejemplo Práctico El coeficiente de difusión de un soluto en agua es 9 . 10 ˉ¹¹ m² sˉ¹ Dos recipientes con concentraciones diferentes de dicho soluto están en contacto mediante un tubo de 10 cm. Uno de los recipientes tiene una C₁ = 100 mol/m³. La densidad de flujo hacia el segundo recipiente es de 10ˉ¹² mol/cm²seg ( 10ˉ⁸ mol/m²seg). ¿Cuántos moles por m³ hay, aprox. en el segundo recipiente?

10. Bibliografía Bird , R., Byron, W.E., Stewart, E.N., Lightfoot. Fenómenos de transporte, un estudio sistemático de los fundamentos del transporte de materia, energía y cantidad de movimiento . Reverte, México, 1ª. Edición, 1993. 300 págs. Welty , J.R. Fundamentos de transferencia de momento, calor y masa . Limusa, México 1972.págs.561.765 Geankoplis Ch. J., Procesos de transporte y principios de procesos de separación . (Incluye operaciones unitarias), compañía Editorial continental, cuarta Edición México, 2006. 336 págs. Sisson, E. Elements of transport phenomena , Mc. Graw Hill, México, 1972. 385 págs .